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在半導體制造領域，芯片堆疊異常是一種較為嚴重的生產問題。芯片在制造過程中意外堆疊，不僅會導致設備損壞、工藝失效，還可能造成產品批量報廢，給企業帶來巨大的經濟損失。隨著半導體制造工藝的不斷精細化，對生產過程中的質量控制提出了更高的要求。激光位移傳感器作為一種非接觸式高精度測量技術，憑借其快速、精準的檢測能力，為芯片堆疊異常的檢測提供了一種有效的解決方案。
一，檢測原理與異常判定邏輯
在半導體制造過程中，芯片通常被放置在載具或傳輸軌道上，處于單層平鋪狀態。此時，芯片表面的高度為預設的基準值，一般為芯片厚度與載具高度之和。當芯片意外堆疊時，其表面高度將顯著增加，這一變化為堆疊異常的檢測提供了關鍵依據。
二，典型應用場景
傳輸軌道堆疊監測
傳輸軌道是芯片在制造過程中移動的重要通道，然而，芯片在傳輸過程中可能因靜電吸附或機械故障而堆積，導致軌道堵塞。這種堵塞不僅會中斷生產流程，還可能損壞芯片。為監測傳輸軌道的通暢性，可在軌道上方部署線激光傳感器，掃描軌道截面的高度。若局部區域高度異常（如高于或低于單層芯片厚度），傳感器將判定為堆疊堵塞，并觸發報警機制，通知操作人員及時處理，確保生產流程的順暢進行。
三，檢測流程
激光位移傳感器通過發射激光束并接收反射信號，利用三角測距法精確測量目標表面的高度。其檢測流程如下：
- 實時掃描：傳感器垂直對準芯片檢測區域，持續發射激光并接收反射信號。在芯片傳輸過程中，傳感器能夠實時獲取其表面高度信息。
- 高度計算：傳感器根據接收到的反射信號，通過內部算法計算出芯片表面的高度值。這一過程要求傳感器具備高精度和高采樣頻率，以適應半導體制造產線的高速傳輸需求。
- 閾值判定：設定一個允許的高度波動區間，通常為基準高度的±30 µm。若測量值超過這一閾值范圍，則判定為堆疊異常。這種閾值判定邏輯能夠有效區分正常單層芯片與堆疊芯片。
- 報警與處理：一旦檢測到堆疊異常，傳感器將觸發聲光報警，并聯動機械臂剔除異常位點，或者暫停產線，以防止異常情況進一步惡化。這種快速響應機制能夠最大限度地減少因堆疊異常導致的損失。
四，蘭寶產品選型
蘭寶PDA-CR30系列激光位移傳感器
測量范圍：±5mm
電源電壓：RS-485：10...30VDC
4...20mA：12...24VDC
響應時間：2ms/16ms/40ms 可設置
光源類型：紅色激光(650nm)
激光等級：Class 2
光斑大小：Φ0.5mm@30mm
分辨率：2.5um@30mm
線性精度：0.03mm
重復精度：5um
開關點設置：RS-485：按鍵/RS-485設置
- ..20mA：按鍵設置
溫度漂移：±0.08%F.S./℃
防護等級：IP67
通過激光位移傳感器實現芯片堆疊異常的實時、高精度檢測，可大幅提升半導體產線的可靠性和良率。隨著技術的不斷進步，激光位移傳感器將在半導體制造中發揮更大的作用，為行業的持續發展提供有力支持。
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