山田光學 YP-150I/YP-250I 鹵素強光光源晶圓缺陷檢測技術解析

時間：2026/6/30閱讀：160

一、產品定位與半導體基板目視檢測場景底層需求

山田光學工業株式會社（YAMADA KOGAKU）YP 系列高亮度鹵素光源裝置，是針對半導體硅晶圓、LCD 液晶玻璃基板后段宏觀目視檢測開發的專用強光照明系統，配套 HPS 系列專用直流電源控制器，解決精密基板表面微小缺陷難以目視識別的行業痛點。

半導體與面板制造流程中，基板拋光、研磨、蝕刻、清洗工序極易產生異物附著、細微劃痕、研磨厚度不均、表面霧斑、晶格滑移等微米級缺陷，常規室內自然光、普通 LED 照明照度不足，低對比度缺陷會被環境光掩蓋，依靠人工肉眼極易出現漏檢，直接造成批量成品報廢。YP 系列光源輸出照度達到自然光 4 倍以上，400000Lx 以上的集中強光可提升基板表面微觀凹凸、折射率差異的光學對比度，將常規照明下肉眼不可分辨的微小缺陷直觀顯現，大幅降低人工檢測漏檢率，是晶圓、玻璃基板終檢工位標準化標配照明設備。整套系統分為光源主機與獨立電源控制器分體式結構，YP-150I 適配小型 30mm 照射視場，YP-250I 適配 40mm 大口徑照射區域，覆蓋 6 寸、8 寸、12 寸晶圓及各類尺寸液晶基板檢測需求。

二、光學光路系統與核心鹵素燈泡硬件參數設計

YP 系列光源搭載帶二向色分光鏡的集成光路模組，搭配行業專用鹵素燈泡，從光源發光、分光聚光層面保障高均勻、高穩定強光輸出，兩款機型光路架構一致，僅功率與照射口徑做差異化區分。

YP-150I 采用 JCR15V150W 烏希達燈泡，YP-250I 搭載 FLC24V250W 歐司朗鹵素燈泡，兩款燈泡標準使用壽命區間均為 30~50 小時，鹵素循環填充工藝抑制鎢絲高溫蒸發發黑，在壽命周期內照度衰減幅度可控，避免批量檢測過程中亮度漂移導致缺陷識別標準波動。光路內置二向色鏡分光結構，過濾紅外熱輻射雜光，在輸出高亮度白光的同時削減熱輻射向基板傳導，防止晶圓、玻璃基板受熱產生熱形變、光學參數偏移；設備標準色溫固定 3400K 標準暖白光，光譜連續無離散波段，匹配人眼可見光感知曲線，相比單色 LED 光源，可識別不同材質、不同深度的復合型表面缺陷。

光學輸出核心指標具備嚴苛工業標準：兩款機型照度均≥400000Lx；YP-150I 照射口徑 φ30mm，標準工作照射距離 140mm；YP-250I 照射口徑 φ40mm，標準工作距離 220mm，長距離大光斑設計可無需頻繁移動光源，單次完成大面積基板宏觀掃描。

三、HPS 專用直流電源控制器驅動與穩壓調光技術

YP 光源不可直接接入市電，必須搭配同型號 HPS-150、HPS-250 直流點燈電源控制器，直流驅動架構是保障光源低頻閃、低照度波動的核心電氣設計，區別于市面廉價交流調壓光源。

電源輸入兼容全球通用寬幅市電 AC100~240V 50/60Hz，國內 220V 產線可直接接入無需變壓器；HPS-150 整機功耗約 200W，HPS-250 功耗約 350W，預留充足功率冗余應對電壓波動。點燈方式采用純直流輸出，消除 50/60Hz 交流工頻頻閃，長時間人眼觀測無視覺疲勞，適配產線 8 小時連續人工檢測工況；光量調節采用線性電壓調節模式，輸出亮度連續無級可調，操作人員可根據基板材質反光強度微調照度，平衡高反光晶圓與低霧度玻璃基板的觀測對比度。

控制器核心穩壓性能指標嚴苛，綜合波動率最大值僅 1%，可抵御電網輸入電壓漂移、設備升溫帶來的輸出變化，滿載連續運行下照度波動極小，保障全天不同時段檢測標準統一?？刂破鳈C身搭載數字顯示屏，實時顯示輸出電壓，直觀讀取調光參數，便于產線標準化參數留存與復現；機身配備強制風冷散熱風道，0~40℃寬環境溫度區間穩定運行，潔凈車間、恒溫實驗室均可適配。

四、整機機械結構、散熱與工裝安裝適配設計

YP 光源主機與 HPS 電源均采用分體強制風冷散熱方案，獨立風道隔絕光學腔與電氣發熱區域，杜絕高溫對光路鏡片、燈泡的老化損傷，同時整機機械結構兼顧潔凈車間防塵、多工位工裝安裝需求。

光源主機外殼密布豎向平行散熱格柵，內部靜音風扇形成對流風道，帶走燈泡工作產生的大量熱量；兩款機型均預留標準安裝軸，YP-150I 配備 φ12 安裝軸，YP-250I 為 φ20 安裝軸，可直接搭配升降支架、自動化滑臺、檢測工位機架，實現高度、角度任意調節，適配立式俯視、斜角側打光多種缺陷觀測光路。整機尺寸緊湊輕量化，YP-150I 機身尺寸 102×351×128mm，重量僅 2.65kg；YP-250I 尺寸 122×394×131mm，重量 3.59kg，單人即可完成拆裝調試，不占用潔凈車間有限工位空間。

配套 HPS 電源控制器同樣搭載強制風扇空冷結構，機身尺寸小巧可放置于工作臺底部或控制柜內，不遮擋基板檢測光路；整機外殼采用防靜電啞光涂層，避免半導體車間靜電吸附粉塵污染光路鏡片，外殼無尖銳棱角，符合無塵車間設備安全規范。整套設備工作環境溫度區間 0~40℃，可匹配晶圓廠恒溫 22℃標準車間環境，無冷凝、高溫停機風險。

五、多重運行穩定防護與長周期產線運維優勢

整套光源系統從電氣、光學、熱管理三層設置防護機制，適配半導體工廠 7×24 小時間歇性連續檢測工況，降低設備故障停機與耗材更換成本。

電氣層面：HPS 電源內置過流、過壓、欠壓保護回路，市電異常、燈泡老化短路時瞬時切斷輸出，防止燒毀光路與配套晶圓檢測治具；直流驅動電路隔離電網諧波，不會對車間相機、傳感器、檢測工控機產生電磁干擾。熱防護層面：光源與電源雙獨立強制風冷，風道堵塞、風扇故障時設備會出現亮度衰減預警，提醒運維人員清理防塵濾網，避免高溫燒毀二向色鏡與燈泡。光學損耗控制上，原廠標準化燈泡配件通用易采購，更換流程無需專業光學校準，操作人員簡單培訓即可完成替換，更換后照度、色溫無明顯偏移，無需重新標定檢測標準。

對比市面 LED 點光源、普通鹵素燈兩類競品，YP 系列具備不可替代優勢：LED 光源光譜離散，無法識別霧斑、晶格滑移這類依賴連續光譜的淺層缺陷；普通交流鹵素光源頻閃大、照度波動高，長時間檢測易出現漏檢、判定標準不一致。而山田 YP 系列高連續光譜、超高照度、低波動直流驅動、潔凈車間適配結構，匹配晶圓、液晶基板終檢嚴苛工藝要求。

六、細分應用場景與缺陷檢測工藝適配邏輯

YP 系列鹵素強光光源核心應用集中于半導體、顯示面板兩大精密制造產業鏈，針對不同基板缺陷形成標準化目視檢測工藝方案。

半導體硅晶圓場景：用于硅片研磨后劃痕、表面納米級霧斑、晶格滑移、顆粒異物、拋光不均缺陷目視篩查，40 萬 Lx 集中強光可放大硅片表面折射率微小差異，區分合格鏡面與損傷區域；適配 6~12 寸單晶硅、碳化硅功率器件晶圓來料檢測、成品終檢工序。

液晶玻璃基板場景：針對超薄 LCD、OLED 玻璃基板鍍膜劃痕、透明顆粒污漬、涂布厚度不均、邊緣崩邊缺陷檢測，暖白光連續光譜可穿透超薄玻璃層，顯現內部鍍膜瑕疵；適配面板切割、清洗、鍍膜后人工質檢工位。

同時設備可拓展用于光學玻璃、陶瓷精密元件、ITO 導電薄膜等高精度透光 / 反光工件表面缺陷觀測，是精密光學零部件制造行業通用宏觀目視照明設備。依托高對比度成像效果，該光源可大幅降低產線質檢人員培訓門檻，減少人為判定誤差，統一全廠區缺陷判定標準，有效提升成品良率，降低返工與報廢生產成本。

山田光學 YP-150I/YP-250I 鹵素強光光源晶圓缺陷檢測技術解析

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