Российские робототехнические комплексы помогут улучшить качество и уменьшить стоимость конечной продукции.
Российские инженеры разработали робототехническое оборудование для выявления дефектов при изготовлении микросхем. Оно позволяет выявить брак на разных этапах производства и на различных технологических линиях. Минимальный размер дефектов может составлять 3 микрона. Скорость проверки достигает 1 кв. см в секунду. Основа программного обеспечения комплекса — нейросети, обученные более чем на 6 тыс. изображений. Возможности машинного обучения позволяют адаптировать оборудование для проверки новых типов устройств.
Как робототехнический комплекс выявляет микроскопические дефекты
Контроль качества — это ключевой процесс при изготовлении микросхем. Однако современные микросхемы настолько миниатюрны и сложны, что требуют высокоточных систем, которые выявляют дефекты на микроуровне.
Для решения этой задачи было разработано семейство умных роботов-инспекторов. Эти устройства исследуют микросхемы на разных этапах производства. С помощью алгоритмов машинного зрения каждый электронный компонент анализируют на соответствие стандартам, и результаты в режиме реального времени выводятся на монитор. Это позволяет не только оперативно выявлять дефекты, но и устранять причины появления дефектов в дальнейшем.
5 копеек от автора:
Очень хорошо, что наши люди берутся и делают такую технику, очень надеюсь, что государство поддержит такие разработки, их производство и продажи в стране и мире.
Читайте также: Сотрудники Московского авиационного института (МАИ) разработали инновационный двигатель для космических аппаратов.
На этапах контроля качества электроники возможности человеческого зрения ограничены, когда речь идет о размерах устройств в несколько микрон. По этой причине робототехнический комплекс нацелен на решение этих проблем. Он оснащен различными камерами, электронными микроскопами и использует ИИ для выявления дефектов в оптическом диапазоне и с помощью других датчиков. Рассказал один из разработчиков системы, старший инженер АО «ЦКБ «Дейтон» (входит в ГК «Элемент») Вячеслав Малышев.
Одновременно устройства протоколируют ход проверки, формируют сводную информацию по обнаруженным изъянам, рассчитывают выход хороших и проводят анализ роста или снижения качества изготавливаемых изделий. Это дает возможность быстро обнаруживать уязвимости в технологическом процессе и устранять их. Такие меры увеличивают процент производства качественной продукции и снижают себестоимость продукции.
Среди брака, который выявляют роботы, могут быть разные дефекты: трещины, царапины или сколы, которые образовались из-за нарушений производственного процесса, а также непропечатанные фрагменты, перекосы и другие.
Размеры тестируемых изделий составляют от 0,1 мм до 300 мм, а максимальное разрешение камеры — до 3 микрон. При скорости проверки до 1 кв. см в секунду.
Все операции робот-инспектор производит в автоматическом режиме. Робототехнический комплекс оснащен специальным софтом на основе отечественных запатентованных разработок. Программное обеспечение включает нейронные сети, обученные более чем на 6 тыс. изображений.
При необходимости алгоритмы машинного обучения позволяют расширять библиотеки дефектов.
Какие робототехнические комплексы используют для проверки качества микроэлектроники
Семейство роботов включает три вида оборудования.
- Первый тип приборов сканирует чипы, уложенные на палету — подложку, на которой в специальных ячейках может быть размещено до нескольких сотен микроэлектронных компонентов. При этом манипулятор перемещается последовательно, позволяя сенсорам подробно изучить каждое изделие.
- Второй тип автоматических инспекторов предназначен для контроля кремниевых пластин. Они имеют форму диска, поэтому сканирующее устройство робота движется по кругу. При этом аппарат может изменять угол обзора, что важно для выявления микротрещин, неравномерного травления или загрязнений на отполированной зеркальной поверхности пластин. Эта технология особенно востребована при изготовлении фотонных интегральных схем. В них вместо электрических сигналов для передачи и обработки информации используют свет (фотоны). Поэтому даже нанометровые отклонения могут нарушить работу оптических каналов и исказить сигнал.
- Третий тип — самые совершенные из всех типов. Конвейерные установки, где проверка чипов организована по принципу непрерывного потока. Здесь робототехнический комплекс сразу сортирует изделия по категориям дефектов — годные остаются на ленте, дефектные отправляются на доработку, а бракованные изымаются из производства.
Робототехнические комплексы проходят этап опытной эксплуатации в составе производственных линий на ряде отечественных предприятий. При этом, по словам специалистов, российский робототехнический комплекс по своим возможностям превосходит мировые аналоги от японской MEK Marantz Electronics, южнокорейской Koh Young Technology и китайской Jutze Intelligence Technology Co.
А в перспективе разработчики намерены расширить аналитический аппарат устройств за счет внедрения датчиков, чувствительных в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах электромагнитного излучения, а также с помощью ультразвуковых средств обнаружения дефектов.
Мнение Мир Лео: не просто импортозамещение, а создание лучших изделий российской разработки, своё производство и продажи не только в России, но и во всем мире, вот к чему нужно стремиться.