SHINKAWA VM-5Y1-02 / GEM 1594-005-P001G | 视觉对准与晶圆映射模块 | 半导体封装设备协同解决方案

描述

关键技术规格

SHINKAWA VM-5Y1-02

• 产品型号: VM-5Y1-02
• 制造商: SHINKAWA Corporation
• 所属系统: SHINKAWA AB80 / AB50 自动引线键合平台视觉子系统
• 图像传感器: 高帧率 CCD 或 CMOS（典型分辨率 ≥ 1280×1024）
• 光源控制: 支持同轴光、环形LED、背光多模式切换（TTL/PWM 控制）
• 处理能力: 实时模板匹配（Pattern Matching）、边缘检测（Edge Detection）、坐标输出（X/Y/θ）
• 通信接口: 专用高速并行总线连接至 SHINKAWA 主控（如 MPB/MPC），部分版本含 RS-422 用于外部触发
• 供电: +12 VDC / +5 VDC（由设备内部电源分配）

GEM 1594-005-P001G

• 产品型号: 1594-005-P001G
• 制造商: GEM (General Equipment Manufacturing, later part of Cohu)
• 所属系统: GEM 探针台或晶圆上料系统（常与 SHINKAWA 键合机集成）
• 核心功能: 接收 SEMI E142/E143 格式晶圆图（Wafer Map），解析 Die 状态（Good/Bad/Edge），并通过数字 I/O 或串行协议（如 RS-232）向键合机发送“Next Die”位置与状态
• 接口类型:
  • 上行：RS-232 / RS-485（连接工厂 MES 或晶圆测试机）
  • 下行：干接点 / TTL 信号（连接 SHINKAWA 设备的 DI/DO 模块）
• 协议支持: SEMI E142 (Wafer Map Data), E143 (Bin Map), E47 (Standard Event Notification)
• 供电: 24 VDC 工业电源
• 安装方式: DIN 导轨或面板安装

功能定位与应用场景分析

在先进半导体封装流程中，SHINKAWA VM-5Y1-02 与 GEM 1594-005-P001G 构成一个跨设备的“感知-决策-执行”闭环。VM-5Y1-02 负责“看”——通过高倍镜头与图像算法精确识别每一颗芯片的位置偏移和旋转角度；而 1594-005-P001G 负责“知道”——它从晶圆测试机（如 Teradyne、Advantest）接收包含数千颗 Die 状态的晶圆图，并告诉键合机“哪些 Die 是好的，下一个该打哪一颗”。

两者协同工作，确保键合机只在合格 Die 上作业，避免浪费金线或污染引线框架。若任一模块失效（如 VM 图像模糊、GEM 通信中断），将导致“打错位置”、“跳过好 Die”或“停机等待”，直接影响良率与产能。由于这两款模块均已停产，且分别来自不同厂商，其集成依赖特定工程配置，因此可靠的联合验证单元极为稀缺。

典型应用场景包括：

• 在 IDM 封装线 中，用于 AB80 键合机与 GEM 探针台上料系统的无缝对接，实现全自动晶圆级封装（WLP）
• 作为 OSAT 厂老旧设备维保 的关键备件，替换因图像处理器老化或通信芯片失效导致的间歇性对准失败
• 在 二手设备整线交付 前，对视觉与晶圆映射子系统进行端到端功能验证，确保客户验收一次通过
• 支持 Fab 工艺升级 项目，当引入新批次晶圆图格式时，验证 GEM 模块能否正确解析并与 SHINKAWA 视觉系统同步

质量标准与测试流程

我们深知，视觉与晶圆映射系统的隐性故障往往在批量生产数小时后才暴露。因此，针对这一跨品牌组合，我们建立了基于真实工艺流的联合测试流程：

• 外观与清洁：
  • VM-5Y1-02：检查镜头接口无划痕，散热片无积尘，FPGA 芯片无虚焊；
  • 1594-005-P001G：确认端子排紧固，RS-232 光耦无老化，DIP 开关设置清晰可读。
• 上机实测：
  将两模块分别接入 SHINKAWA AB80 测试机与 GEM 模拟器，加载标准晶圆图（含 Good/Bad/Edge Die），运行自动对准程序 200 次循环，监测无“VISION TIMEOUT”或 “MAP SYNC ERROR” 报警。
• 功能诊断：
  • 对 VM-5Y1-02：使用标准校准板（Checkerboard Pattern），验证重复定位精度 ≤±0.5 μm；
  • 对 1594-005-P001G：注入 SEMI E142 格式 Wafer Map，确认其能正确解析 Bin Code 并输出对应 TTL 信号；
  • 联合测试：强制 GEM 模块发送“Bad Die”指令，验证键合机是否跳过该位置且不触发报警。
• 质保承诺：仅当两模块独立功能及协同通信均通过验证后，组合才被标记为“System Verified”，并附带测试视频与通信日志。我们提供 12 个月功能性故障质保，覆盖图像漂移、通信丢包、晶圆图解析错误等核心风险。

兼容性与升级路径

为确保 VM-5Y1-02 与 1594-005-P001G 能在您的产线中协同工作，请务必核对以下关键信息：

• 硬件/固件：
  • 请提供 SHINKAWA 设备的软件版本（如 AB80 SW V3.2）及 GEM 探针台型号（如 2001X）。
  • 部分早期 AB50 使用 VM-5Y（无“1-02”后缀），其图像接口协议与 VM-5Y1-02 不兼容。
• 配套组件：
  • VM-5Y1-02 需搭配 SHINKAWA 原装镜头（如 P/N 8000-XXXX）与光源控制器；
  • 1594-005-P001G 的 DIP 开关必须与工厂 MES 输出的 Wafer Map 格式（ASCII/Binary, 8″/12″）严格匹配。
• 替代关系：
  • SHINKAWA 后续平台（如 AB830）已将视觉功能集成至 MPC-X；
  • GEM 模块可考虑 Cohu 1594-005-P002H（更新 Rev），但需重新配置通信参数。