總量測時間最多快 5 倍！解析同軸雷射自動對焦的高速優勢 

 

在半導體封裝製程中，導線架（Lead Frame）的品質控管向來是決定良率的關鍵防線。然而，面對工件種類繁雜、需量測尺寸極多，且極易產生翹曲的物理特性，傳統的光學量測往往面臨嚴重的效率與精度瓶頸。
我們將深度解析 Nikon VMZ 系列如何透過「同軸雷射自動對焦」與「3D 輪廓掃描」技術，徹底突破高倍率景深模糊的盲區，不僅將點到面的量測精度推向極致，更在實測中為產線帶來總量測時間縮減 2 到 5 倍的革命性效能躍升。

導線架量測的痛點：為何傳統光學與影像對焦總是不夠快？
要提升產能，我們必須先釐清拖慢速度的元凶。在導線架產業中，工件種類極多，且每個工件需要量測的 X、Y、Z 軸尺寸項目和數量都極為龐大。更棘手的是，導線架在製程中無可避免地會產生翹曲現象。為了準確量測尺寸，品管設備必須非常頻繁地進行 Z 軸對焦。

導線架在製造終極易產生不規則的翹曲現象，為了準確獲取 X、Y、Z 軸尺寸，設備必須進行極度頻繁的 Z 軸對焦

 

早期業界多依賴投影機量測 X、Y 軸，或使用工具顯微鏡量測三軸尺寸。但這些手動量測方式不僅需要耗費大量人力，效率更是低落。更致命的是「景深（Depth of Field）」帶來的潛在誤差。專業測試指出，使用工具顯微鏡量測 Z 軸時，若鏡頭倍率不夠大，景深可能高達 30um；這意味著每一次的對焦，最大可能產生 30um 的誤差，這個數字甚至遠大於量測儀器本身的精度誤差。

 

早期量測方法：（左圖）投影機量測 X、Y軸尺寸；（右圖）工具顯微鏡量測X、Y、Z 軸尺寸

 

即便近年來許多廠商導入了具備「影像自動對焦」的影像量測機，依然無法擺脫景深的物理限制。在低倍率下對焦後，一旦切換到高倍率，影像往往會因為景深問題而變得模糊不堪，導致量測中斷或數據失真。

低倍率對焦完成後，切換至高倍率，影像因景深限制瞬間模糊

破局之道：同軸雷射自動對焦如何實現「真・精準」？
面對高精度的要求，我們需要全新的技術思維。Nikon VMZ 系列採用的「同軸雷射自動對焦」技術，正是為了解決高倍率模糊而生。
• 無懼高倍率，對焦始終清晰：與影像自動對焦不同，雷射自動對焦在低倍率對焦後，即使切換到高倍率，影像依然能保持絕對清楚，確保每一次抓邊與取點的精準度。

Nikon VMZ 採同軸雷射，雷射跟鏡頭光軸同軸

• 從「點到點」進化為「點到面」：因為導線架會翹曲，Z 軸高度的量測不能僅限於兩點之間的落差，更需要精準掌握「點到面的距離」。這代表量測儀器必須具備量測「平面」的能力。
• 3D 表面輪廓掃描：雷射自動對焦不僅能單點對焦，還可以對工件表面進行輪廓掃描，進一步獲得 Z 軸的剖面圖以供分析計算，完美應對複雜的翹曲地形。
 

掌控翹曲：從「點到點」進化為「點到面」

 

實測會說話：總量測時間縮減 2 到 5 倍的產能革命
在分秒必爭的產線上，時間就是最昂貴的成本。由於導線架因為翹曲需要頻繁地進行對焦，對焦速度的快慢直接決定了整體產能。
根據技術實證顯示，同軸雷射對焦的速度比傳統的影像對焦快上 2 倍以上。若是針對這類需要頻繁對焦做量測的產品，量測時間的差異會被顯著放大。實際應用數據表明，相比於使用影像對焦的儀器，Nikon VMZ 甚至可以將總量測時間大幅縮減 2 到 5 倍。

 

速度的躍升直接等同於產能與利潤的增加

 

此外，針對導線架量測程式動輒數十分鐘的長度，系統也可選配即時輸出報表軟體。有別於傳統設備必須等全數量測結束才能輸出報表，這套軟體讓品管人員能「一邊量、一邊看」已量好的數據，大幅提升異常數據的攔截效率與整體工作彈性。

 

敏捷品管：即時報表與異常數據攔截

 

針對不同尺寸的導線架與載板，目前半導體業界最常使用的機型為：
1. Nikon VMZ-S3020：行程 (X, Y, Z) 為 300 x 200 x 200 mm
2. Nikon VMZ-S4540：具備更大的量測視野，行程 (X, Y, Z) 達 450 x 400 x 200 mm