LED探針臺CCD采集數據處理算法的研究

劉國敬

(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京100176)

LED探針臺是專用于LED在生產過程中的測試設備。LED的測試與分選是LED供應商的一項必要的工序，且它是許多LED芯片廠商提高產能的瓶頸，也是LED芯片生產成本的一個重要因素。CCD采集數據的處理是LED探針臺測試的靈魂，只有取得晶粒精確唯一的位置資料和坐標資料，LED的測試與分選才能得以進行。

1 采集數據處理算法

消除重復數據，采用了邊掃描邊處理的方式，運用探針臺X，Y向等待運動停止時間來處理重復數據，節約時間提高了效率。獲取到附于藍膜上晶粒的坐標資料，提出了網格算法，單鄰域尋點和四鄰域分析等算法。

1.1 網格算法

算法原理：對于掃描得到的位置坐標（Yx，Ty）采用網格公式進行處理，為其分配一個坐標為：

公式中：Xc，Yc 坐標位置，Tx，Ty 掃描數據點位置，Px，Py設定原點位置，Dx，Dy管芯的大小。

根據上面的計算公式，我們可以形象的想象成一副網格圖，它以某個設定點為中心，以管芯大小為分割網格的大小，將工作臺平面劃分為一個坐標圖，從而得到藍膜上晶粒的坐標資料。

算法分析：由圖1分析可知對于劃開、崩裂后的芯片，其上晶粒的X，Y間距大小不一，X方向沒有平行度，網格算法生成的MAP圖，會產生很多空白點，測試過程中出現錯行和跳行，算法失敗。

圖1 網格算法生成的MAP圖

1.2 網格處理+單鄰域尋點算法

算法原理：先將掃描后的數據經上述網格算法處理后用高效空間位置存儲算法存入文件中。單鄰域尋點就是利用生成的文件，從每行最左邊非空點作為起始點，依次向右，右上，右下尋找其鄰點，尋找其特定范圍內的點。如果在范圍內將該點位置保存到坐標資料，并作為下一個點的尋找標準，依次類推直至尋找完此行。

算法分析：由圖2可知，由于測試芯片每一行時有斷點向右尋找其范圍內的點偏行，導致向右尋點中斷，規整的MAP圖中右邊仍有很多空白點，算法失敗。

圖2 網格加單鄰域算法生成的MAP圖

1.3 四鄰域分析算法

算法原理：鄰域分析是通過空間周圍的鄰點或某種特定位置及方向范圍內的某種性質的鄰點對其分析的一種方法，這種分析方法涉及數據及其鄰點的相互關系。四鄰域分析就是先從掃描的數據中取出一個點在MAP中，坐標定為(0，0)，然后對掃描數據遍歷，從中依次尋找放入MAP中新增點的向上，向下，向左，向右四個方向上是否有屬于其特定范圍內的點，如果在范圍內，將尋到的數據從掃描數據中刪除，并賦予相應的MAP坐標值存入坐標資料文件中，直到將掃描數據全部尋到位置。

算法分析：對好片進行掃描后繪制MAP圖如圖3所示，由MAP圖和經過扎針測試驗證，與實際芯片基本相符，算法符合測試要求，算法成功。

2 采集數據算法優化

2.1 算法優化分析

先后采用了結構體數組，CArray數組，CList鏈表3種方式實現四鄰域算法處理，分析3種算法的優缺點見表1。

表1 算法對比

圖3 四鄰域算法生成的MAP圖

2.2 最終方案

最終使用方案：根據四鄰域分析算法和三種方式的對比，利用CList鏈表遍歷和刪除速度快的優點，將掃描得到的數據存入CScanList鏈表，對新增到MAP中的數據要不斷按索引查詢，利用CArray數組索引速度快的優點，將Map數據放入CMapArray數組，采用鏈表與數組結合使用方式處理數據，得到MAP坐標資料僅用9s。

3 結束語

本文提出的LED探針臺CCD采集數據處理算法，已經成功運用于TZ-606LED探針測試系統中，經過測試驗證，生成的MAP圖正確完整具有重復性，從掃描完到得到MAP坐標資料達到9 s以內，從上片到取得坐標資料時間僅用2.66 min，達到預期目標。

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