一種實(shí)用的集成電路芯片識(shí)別方法

龔箭

摘要：目的：找出一種實(shí)用的芯片缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，以保證芯片質(zhì)量。方法;將芯片的主體從背景中分離出來(lái)，進(jìn)行預(yù)處理后，再進(jìn)行分割，然后進(jìn)行連通區(qū)域標(biāo)記并統(tǒng)計(jì)出連通區(qū)域的數(shù)目即是芯片的數(shù)目，通過(guò)比較檢測(cè)面板和標(biāo)準(zhǔn)面板的芯片數(shù)目，根據(jù)差異判定缺陷。結(jié)果：該方法編制的程序比較準(zhǔn)確地計(jì)算出了芯片的數(shù)目。結(jié)論：該功能的良好使用，可以配套自動(dòng)化的送料、分揀系統(tǒng)，再包裝打標(biāo)識(shí)，入庫(kù)，提高效率。

關(guān)鍵詞：集成電路芯片;矩陣分割;芯片數(shù)目

中圖分類(lèi)號(hào)：TB487? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）16-0180-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： Objective：To find out a practical method of automatic chip defect detection to ensure chip quality.Methods：The main body of the chip is separated from the background， preprocessed and then segmented， then the connected area is marked and the number of connected areas is counted as the number of chips， and the defect is judged according to the difference by comparing the number of chips of the detection panel and the standard panel.Results：The program compiled by this method calculates the number of chips more accurately.Conclusion：The good use of this function can be matched with automatic feeding and sorting system， packaging and marking， storage， and improve efficiency.

Key words： integranted circuit chip; matrix partition; number of chip

目前市場(chǎng)上對(duì)于集成電路芯片缺陷自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)價(jià)格高昂，而且對(duì)芯片圖像采集的工業(yè)環(huán)境要求較高，但在實(shí)際工作中，初期的要求并不是很高，而且企業(yè)比較困難，基于此，本文試圖探討一種實(shí)用而方便的檢測(cè)方法，用于檢測(cè)集成電路板上的芯片和模板一致，為企業(yè)提供方便而價(jià)廉的核心功能產(chǎn)品，以進(jìn)一步配套自動(dòng)化的配料、分揀系統(tǒng)，再包裝打標(biāo)識(shí)，入庫(kù)，這將為芯片微型企業(yè)創(chuàng)出一條嶄新的快速發(fā)展道路，大大提高其在國(guó)民生產(chǎn)中的應(yīng)用水平，對(duì)芯片檢測(cè)具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 檢測(cè)目標(biāo)的確定

從集成電路生產(chǎn)流程中我們可看出芯片制造主要分為晶圓制造和晶圓加工。由于目標(biāo)產(chǎn)品的復(fù)雜性，我們首先簡(jiǎn)單地選取原始的晶圓產(chǎn)品，即初期的目標(biāo)產(chǎn)品上沒(méi)有其他的印制電路，不存在其他的圖形。

圖1所示是我們?cè)诤?jiǎn)易環(huán)境下獲取的集成電路圖像，提取的是目標(biāo)產(chǎn)品的四分之一，只要能統(tǒng)計(jì)出目標(biāo)產(chǎn)品中芯片的個(gè)數(shù)，如果個(gè)數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)面板中的個(gè)數(shù)相同，即確定是良品。

2 檢測(cè)方法

將集成電路板的主體從背景中分離出來(lái)，進(jìn)行預(yù)處理后，再進(jìn)行分割，之后進(jìn)行連通區(qū)域標(biāo)記并統(tǒng)計(jì)連通區(qū)域數(shù)目即是芯片數(shù)目，如果和標(biāo)準(zhǔn)面板中數(shù)目相等即認(rèn)為是良品。

2.1 圖形預(yù)處理

通過(guò)觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)背景桌子與芯片主體的亮度不同，可以通過(guò)這個(gè)作為突破點(diǎn)，構(gòu)造一個(gè)5*5矩形的構(gòu)造元素，對(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)開(kāi)操作，去掉那些不完全包括在矩形中的對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)背景亮度的估計(jì)。

（1）讀取圖片

首先通過(guò)imread函數(shù)讀取圖像數(shù)據(jù)：

（2）背景估計(jì)

（3） 消除背景

在上一步，我們已經(jīng)將背景所標(biāo)記出來(lái)，為了標(biāo)識(shí)出主體區(qū)域，我們要將背景消除掉。此處，我們使用imsubtract函數(shù)，這個(gè)函數(shù)的作用為從圖像中減去另一個(gè)圖像或者減去一個(gè)常數(shù)。同時(shí)，由于亮度過(guò)暗，我們通過(guò)imadjust函數(shù)調(diào)整亮度以便后續(xù)操作

可以看到，通過(guò)減去了背景，畫(huà)面上只剩下了芯片的部分，這也完成了要求中的標(biāo)識(shí)要求。對(duì)這區(qū)域的定向操作顯然要比對(duì)整塊圖像操作要簡(jiǎn)便許多。

（4）灰度化及二值化

接下來(lái)要完成的是對(duì)圖像中小芯片，即米色小方塊的計(jì)數(shù)。可以想到的方法是計(jì)算像素的連通區(qū)域，從而計(jì)算出小方塊數(shù)目。所以接下來(lái)要做的就是將前面所得的圖片進(jìn)行二值化，以便計(jì)算連通區(qū)域。

所謂二值化，就是將圖像上的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為0或255，也就是將整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的只有黑和白的視覺(jué)效果。

在這里，我們經(jīng)過(guò)了多次調(diào)整，最終將閾值確定為0.5，在這個(gè)閾值下圖像的二值化效果最好。通過(guò)確定了閾值，im2bw通過(guò)設(shè)定閾值，對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行閾值變換，大于（閾值*255）的像素點(diǎn)的RGB值調(diào)為255，而將小于的RGB值調(diào)為0，從而達(dá)到了二值化的目的。

2.2 分割

為了方便程序處理，我們又將圖形進(jìn)行矩陣分割運(yùn)算，如圖5所示：

2.3 連通區(qū)域標(biāo)記

對(duì)于二值圖像來(lái)說(shuō)，如果兩個(gè)像素點(diǎn)相鄰且值相同（同為0或同為1），那么就認(rèn)為這兩個(gè)像素點(diǎn)在一個(gè)相互連通的區(qū)域內(nèi)。而同一個(gè)連通區(qū)域的所有像素點(diǎn)，都用同一個(gè)數(shù)值來(lái)進(jìn)行標(biāo)記，這個(gè)過(guò)程就叫連通區(qū)域標(biāo)記。在判斷兩個(gè)像素是否相鄰時(shí)，我們通常采用4連通或8連通判斷。4鄰接一共4個(gè)點(diǎn)，即上下左右。8鄰接的點(diǎn)一共有8個(gè)，包括了對(duì)角線位置的點(diǎn)。

我們采用八鄰接對(duì)圖5統(tǒng)計(jì)連通區(qū)域的塊數(shù)，得到連通區(qū)域的塊數(shù)即為芯片總數(shù)。

3 結(jié)論

本文提出了簡(jiǎn)單易行的檢測(cè)集成電路芯片良品的方法，程序運(yùn)行結(jié)果顯示和芯片的具體數(shù)目相一致，證明這種方法切實(shí)可行，對(duì)工業(yè)環(huán)境要求不高，適用于小微企業(yè)初期的良品檢測(cè)，具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。

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