विनिर्माण में राल, प्लास्टिक और सिलिकॉन उत्पादों के लिए SWIR-LED आधारित आंतरिक दोष निरीक्षण

परिचय

रेजिन एनकैप्सुलेंट, इंजेक्शन मोल्डेड प्लास्टिक और सिलिकॉन वेफर्स में आंतरिक दरारें, रिक्त स्थान, परतें उखड़ना या बाहरी कण अक्सर दृश्य या एक्स-रे प्रणालियों से छिपे रहते हैं। शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड एलईडी रोशनी (1000-1900 एनएम) इन सामग्रियों में प्रवेश करती है, पानी या कार्बनिक संदूषकों द्वारा अत्यधिक अवशोषित होती है, और छोटी तरंग दैर्ध्य की तुलना में कम बिखरती है, जिससे उत्पादन-लाइन की गति से उच्च-कंट्रास्ट, गैर-विनाशकारी छवियां प्राप्त होती हैं। यह शोधपत्र भौतिकी, ऑन-लाइन एकीकरण और आर्थिक मूल्य की व्याख्या करता है। ज़ुहाई तियानहुई स्विर-एलईडी जो पहले से ही इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव, पैकेजिंग और सेमीकंडक्टर फैब्स में उत्पादन बढ़ा रहे हैं और रिकॉल के जोखिम को कम कर रहे हैं।

भौतिकी और प्रमुख लाभ

• प्रवेश गहराई: एपॉक्सी मोल्ड-कंपाउंड में 2–15 मिमी, पीई/पीपी में 5–20 मिमी, 200 µm Si वेफर्स के लिए संपूर्ण मोटाई

• स्पेक्ट्रल फिंगरप्रिंट: –OH (1 450 nm, 1 940 nm), –CH₂ (1 210 nm, 1 730 nm), Si–Si फोनन (1 100 nm) → स्वचालित सामग्री/दोष वर्गीकरण

• 850 एनएम की तुलना में मी स्कैटरिंग 10–30 गुना कम → फिलर कणों या सतह की बनावट के माध्यम से अधिक स्पष्ट छवियां

• ठोस अवस्था वाले, TEC-रहित, AEC-Q102 प्रमाणित उत्सर्जक; जीवनकाल >50,000 घंटे, विचलन

• 1.6 × 1.6 मिमी का डाई-स्तरीय फुटप्रिंट मोल्डिंग मशीनों या वेफर प्रोबर्स के अंदर इनलाइन "माइक्रो-सेल्स" को सक्षम बनाता है।

सामग्री के आधार पर निरीक्षण समाधान

3.1 रेज़िन (एपॉक्सी, एक्रिलिक, सिलिकॉन)

सिद्धांत: 1310 एनएम / 1550 एनएम पर संचरण या बैक-स्कैटर घनत्व भिन्नता को दर्शाता है; 1450 एनएम नमी के प्रवेश का मानचित्रण करता है।

उपयोग के मामले

इलेक्ट्रॉनिक पैकेज: डाई पैड के नीचे 5 µm के खाली स्थान का पता लगाता है; गलत अस्वीकृति

ऑटोमोटिव इग्निशन-कॉइल पॉटिंग: ≥20 µm बुलबुले के लिए 100% इनलाइन जांच; प्रति वर्ष 1.2 मिलियन आरएमबी स्क्रैप की बचत हुई

3.2 प्लास्टिक (पीई, पीपी, पीए, पीईटी, पीसी)

सिद्धांत: विभिन्न –CH ओवरटोन ग्रेड के बीच स्पेक्ट्रोस्कोपिक कंट्रास्ट प्रदान करते हैं; विदेशी राल या तेल 1710 एनएम पर नकारात्मक शिखर दिखाता है।

उपयोग के मामले

खाद्य ट्रे थर्मोफॉर्मिंग: 240 मीटर प्रति मिनट की लाइन, 2 किलोहर्ट्ज़ SWIR स्ट्रोब, 50 µm जैल के लिए 100% निरीक्षण; 2022 से रिकॉल की घटनाएं शून्य हो गईं।

फ्लेक सॉर्ट का पुनर्चक्रण: 1 210 nm / 1 650 nm डुअल-एलईडी + InGaAs ऐरे PE को PP से 3 th⁻¹ पर अलग करता है, शुद्धता >98 %

3.3 सिलिकॉन (वेफर्स, पिंड, पीवी सेल)

सिद्धांत: SWIR >1 100 nm सिलिकॉन बैंड-गैप को पार कर जाता है; दरारें या स्टैकिंग-दोष फोटॉनों को बिखेरते हैं, जिससे वे अंधेरी पृष्ठभूमि पर चमकीले दिखाई देते हैं।

उपयोग के मामले

MEMS में वेफर के आर-पार दरार: 200 µm मोटी, 2 µm चौड़ाई वाली दरार, प्रति मिनट 5 वेफर पर पाई गई।

सोलर सेल में सूक्ष्म दरारें और उंगली के आकार की रुकावट: इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस को 1 310 एनएम SWIR-LED से प्रतिस्थापित करने पर पूंजीगत व्यय में 30% की कमी आई, त्रुटि स्वीकृति दर 0.2% ही रही।

आर्थिक प्रभाव

रीयल-टाइम फीडबैक लूप: आईएमएम या डाई-बॉन्डर को एसडब्ल्यूआईआर सिग्नल दिया जाता है → स्वचालित पैक-प्रेशर या डिस्पेंस-स्पीड समायोजन → उपज ↑2–4 %, रीवर्क ↓35 %, रिकॉल जोखिम ↓90 %।

आरओआई उदाहरण (ऑटोमोटिव ईसीयू रेजिन मोल्डिंग):

लाइन आउटपुट 5 मिलियन यूनिट प्रति वर्ष⁻¹

मॉड्यूल की लागत 180 हजार आरएमबी है, लागत की वापसी अवधि 7 महीने है।

स्क्रैप की बचत 0.5% = 2.1 मिलियन आरएमबी प्रति वर्ष

प्रौद्योगिकी रोडमैप और चुनौतियाँ

2025 – 6-चैनल मोनोलिथिक SWIR-LED (1 100/1 210/1 310/1 450/1 550/1 650 nm) + ASIC फोटॉन-काउंटिंग ROIC, 3-डी टोमोग्राफिक पुनर्निर्माण के लिए 5 Gbps MIPI इंटरफ़ेस

2026 – एआई-संचालित “स्व-प्रशिक्षण” मॉडल: 100 लेबल वाली छवियों से 30 मिनट से कम समय में नए रेज़िन ग्रेड को सीखता है; लक्ष्य 0.1% से कम गलत अस्वीकृति।

2027 – हाइब्रिड SWIR + 60 GHz रडार माइक्रो-मॉड्यूल: रडार डीलेमिनेशन प्लेन की गहराई का पता लगाता है, SWIR रसायन विज्ञान की पुष्टि करता है—एकल 12 × 12 मिमी सेंसर हेड

चुनौतियाँ:

बहुत गहरे रंग के कार्बन-युक्त यौगिकों (>5%) को 2 W sr⁻¹ विकिरण की आवश्यकता होती है—जिसे तियानहुई के 2 mm² चिप-स्तरीय स्टैक्ड डाइज़ द्वारा पूरा किया गया है।

फ़ैब में डेटा गोपनीयता: एज इन्फ़रेंस, कोई छवि प्लांट से बाहर नहीं निकलती, AES-256 एन्क्रिप्टेड लॉगिंग

ज़ुहाई तियानहुई टर्न-की मॉड्यूल

TH-SWIR-1310-1550-IPC: दो LED, 1 W, IP67 रेटिंग, 45° ऑप्टिक कोण, हाई-स्पीड कैमरों के लिए 5 kHz तक स्ट्रोब।

TH-SWIR-QUAD-1650: 3.5 × 3.5 मिमी COB पर चार तरंगदैर्ध्य, रिफ्लो-संगत, MTBF 80,000 घंटे

मूल्यांकन किट: SWIR-EVB-Manu—इसमें LED नियंत्रक, InGaAs कैमरा, SDK (Python / C++), GAN आधारित दोष वर्गीकरण का नमूना शामिल है; 4 घंटे के भीतर निरीक्षण शुरू करें

अनुकूलित सेवाएं: तरंगदैर्ध्य चयन (1000-1900 एनएम), एफडब्ल्यूएचएम 20-100 एनएम, सिरेमिक/टीओ-कैन/सीओबी, ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स, आईएसओ 13485 और आईएटीएफ 16949 के अनुरूप अंशांकन फिक्स्चर।