自动对焦技术助力TGV检测 半导体检测精度大突破

在半导体与封装行业中，许多检测场景要求对大面积玻璃基板进行高速检测时，能达到更高的检测精度和效率。这就对检测中采用的TGV（玻璃通孔）技术有了更高要求。随着5G、人工智能（AI）以及高性能计算（HPC）等领域的需求迅速增长，基于TGV的超精密加工技术也变得愈发关键。

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TGV检测技术的优势

TGV是一种采用玻璃基板的高密度互连方法，TGV检测主要分析的是基板中直径仅几十微米、厚度达数百微米的微小通孔，相较于传统的PCB，TGV技术可有效降低信号延迟和功耗，非常适用于高性能封装。

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TGV视觉检测方案

为了满足日益精密的检测需求，志强视觉经过多次验证推出了一套完整的TGV视觉检测方案，该方案采用高速自动对焦（AF）系统+精密调控的光源相结合的技术，确保了TGV检测质量与可靠性。为了提高TGV检测的准确性，必须重点考虑以下几个关键方面。

TGV视觉检测中的关键要素

成像系统快速响应和高速同步控制

整体成像系统中光源和相机在采集中的快速响应、高速同步成为能产生稳定数据源的首要前提条件，快速响应能确保设备的TT要求，高速同步能保证稳定的拿到有效采集数据。因此一个稳定的相机和光源控制器成为可靠检测的前提。

通过自动对焦（AF）技术实现精确对焦控制

不同层级的TGV孔形状和尺寸可能有所不同，因此进行分层精确对焦至关重要。特别是在使用高倍率镜头时，景深非常浅，稍有偏差就可能导致对焦错误，进而造成测量不准确。因此，快速且高精度的AF系统对于实现可靠检测尤为关键。

优化光源以清晰识别孔边缘

如果孔的内部轮廓模糊或边缘不清晰，将难以进行有效分析，甚至完全无法判断。因此，光源必须在准直性和波长特性方面进行优化，以确保图像清晰度和检测稳定性。

下图展示了不同光源和对焦条件下的检测效果：

• 使用特殊背光（左图）时，缺陷孔清晰可见；

• 而使用普通背光（中图）或未启用AF系统（右图）时，图像模糊，缺陷孔难以与正常孔区分。

自动对焦（AF）的结构特点及其在TGV中的适用性

 自动对焦（AF）技术大致可分为两种类型：透镜内对焦（TTL）和光学三角测距。两者均利用激光反射光实现对焦，但TTL系统在激光垂直投射进入深孔且反射光难以返回时，存在信号丢失风险；而光学三角测距由于斜角投射，测量更加稳定可靠。

因此，对于涉及多层结构和微米级孔洞检测的TGV应用，光学三角测距法在技术上更为适合。

多层检测

基于光学三角测距的自动对焦技术可以通过分析反射激光信号，检测并区分TGV结构层。用户可选择对应特定层的峰值，并自动保持该位置的对焦。这种灵活的架构能够同时应对明确和模糊区域，结合偏移功能，使多层检测特性成为实现快速精准检测的强大方案。

实时偏移功能

在TGV检测过程中，通常需要根据检测目标所在的层级调整对焦位置。基于三角测距的自动对焦模块允许用户实时输入偏移值。系统随后立即调整焦点至目标位置，无需重新搜索或重新对焦。该功能显著减少了反复校准，提高了流程效率和检测精度，尤其适用于需要反复检测类似结构的连续生产线。

使用偏移进行对焦调整：从顶部层（左）到中段层（右）

投影式背光照明技术

在TGV视觉检测方案中，我们采用高性能的投影式背光照明技术，能够在各种条件下实现稳定且高质量的图像采集。投影式背光相比普通背光具有更优越的准直性，并展现出类似远心照明的光学特性，特别有效于增强孔边缘的清晰度。