デジタルツインで半導体基板検査を高度化

半導体パッケージ基板の高密度化や高性能化が進むなか、製造工程ではより高度な品質管理と検査精度が求められています。オムロン株式会社とNVIDIAは、デジタルツイン技術とAIを組み合わせることで、半導体基板検査の高精度化と検査業務の効率化を目指しています。

活用分野と技術的背景
本協業は、半導体パッケージ基板の製造工程を対象としています。AIサーバーなどに搭載されるプリント基板では、電子部品の微細化や実装密度の向上に伴い、部品の反りやはんだ接合不良などの品質課題が発生しやすくなっています。一方で、製造現場では熟練技術者の不足が進んでおり、経験に依存しない品質管理体制の構築が求められています。

両社の役割
オムロン株式会社は、外観検査装置（AOI）およびX線検査装置（AXI）による検査技術と、製造現場で蓄積した検査データを提供しています。一方、NVIDIAは、Omniverseプラットフォームを基盤としたデジタルツイン技術、物理AI、およびVideo Search and Summarization（VSS）技術を提供しています。

両社の技術を統合することで、検査対象となる基板を高精度にデジタル空間へ再現し、複数の検査データを一元的に解析できる環境を構築しています。

技術ソリューション
本ソリューションでは、加熱および冷却工程で発生する電子部品の反りを、物理シミュレーションを用いてデジタル空間上に再現します。従来は視認が難しかった微細な変形をリアルタイムで可視化することで、熱プロファイルの最適化や、はんだ接合不良の予測・防止を支援します。

さらに、AOIで取得した三次元表面データと、AXIで取得した内部構造データをデジタルツイン上で重ね合わせることにより、表面に現れた異常と内部構造との因果関係を解析できます。これにより、内部の微細な気泡などが品質に及ぼす影響を把握しやすくなります。

検査業務の効率化
検査支援機能では、VSS技術に加え、視覚言語モデル（VLM）とGraph RAGを組み合わせたAIエージェントを活用しています。利用者は自然言語で質問を入力することで、過去の検査データや類似事例を参照した解析結果や技術的な説明を取得でき、検査業務の標準化や技術継承を支援します。

導入効果
本協業は、2022年から進められてきた技術協力を発展させたものであり、既存のAOIおよびAXI検査設備と連携して運用されます。デジタルツイン環境に複数の検査データを統合することで、品質管理の高度化、歩留まり改善に向けた原因解析、および検査工程の効率化が期待されています。

「オムロンは、リアルな現場感覚に根付いたオートメーションに関するノウハウと高速・高精度な制御技術によって、ソリューションの一部として極めて正確なデジタルツインを実現します。当社の検査データとNVIDIAのフィジカルAIを融合させることで、お客様は生産に影響を与える要因を可視化し、初心者オペレーターを熟練者へと変え、製造ラインのROI（投資利益率）を最大化することが可能になります。」

― オムロン株式会社 インダストリアルオートメーションビジネスカンパニー 社長 山西 基裕

編集：Sucithra Mani（Induportals編集部）－ AIを活用して編集

www.omron.com