基于计算机视觉的嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测方法.pdf
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1、技术应用TECHNOLOGYANDMARKETVol.30,No.8,2023基于计算机视觉的嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测方法邓承洋重庆川仪控制系统有限公司上海分公司,上海2 0 12 0 4摘要针对芯片引脚缺陷故障难以精准检测的现状,提出基于计算机视觉的嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测方法。采用计算机视觉技术计算相机水平方向的像素,采集嵌入式数字IC芯片引脚图像;对引脚图像进行图像预处理、引脚缺陷特征提取及缺陷定位处理;计算芯片引脚长度均值,以引脚长度均值为依据进行缺陷检测。试验结果表明:该检测方法在芯片引脚缺失、歪脚、不合格等方面检测结果的准确率得到了显著提高。关键词计算机视觉;嵌入式数字
2、IC芯片;引脚缺陷检测;缺陷特征提取A computer vision-based method for detecting pin defects ofembedded digital IC chipsDENG ChengyangChongqing Chuanyi Control System Co.,Ltd.,Shanghai Branch,Shanghai 201204,ChinaAbstract A computer vision-based embedded digital IC chip pin defect detection method is proposed to addr
3、ess the currentsituation of difficulty in accurately detecting chip pin defects.Using computer vision technology to calculate pixels in the hor-izontal direction of the camera and collect pin images of embedded digital IC chips;perform image preprocessing,pin defectfeature extraction,and defect loca
4、lization on pin images;calculate the average length of chip pins and conduct defect detec-tion based on the average length of pins.Experimental analysis shows that the detection method has significantly improvedthe accuracy of detection results in areas such as missing,skewed,and unqualified chip pi
5、ns.Keywords computer vision;embedded digital IC chip;pin defect detection;defect feature extractiondoi:10.3969/j.issn.1006-8554.2023.08.0140引言嵌人式数字集成电路(integratedcircuit,IC)芯片作为集成电路工艺生产的重要组成部分,对各个行业领域的发展都具有一定影响。良好的数字芯片使用性能能够有效地提高工业生产的质量与效率 2 。目前,嵌人式数字IC芯片引脚缺陷检测问题是影响芯片质量的核心问题,对嵌入式数字IC芯片引脚缺陷进行精准的检测,可以
6、有效提高芯片的整体质量,提高芯片运行的稳定性。文献 3 提出基于区域生长法的芯片引脚缺陷检测方法,采用区域生长法确定各个引脚主体部分的形变面积,通过与实际引脚总数进行对比,并和实际引脚的间距、面积的设定值进行对比,当测定值超过设定值一定范围时,认为该芯片存在引脚缺陷。56文献 4 提出基于卷积去噪自编码器的芯片引脚缺陷检测方法,应用卷积去噪自编码器对芯片引脚缺陷图像进行重构处理,然后用重构的无缺陷图像减去输人图像,获得包含缺陷信息的残差图。最后,采用CDAE无监督学习网络进行训练,从而得到缺陷检测结果。上述方法虽然能够完成缺陷的检测,但存在检测结果精度较低的问题,因此对检测方法的性能仍需要进一
7、步的优化。计算机视觉检测技术能够有效地改进传统检测方法存在的不足,使数字IC芯片表面缺陷检测更加精准。为此,本文在传统芯片引脚缺陷检测技术的基础上,引入计算机视觉检测原理,提出一种嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测方法,为我国工业生产及其他行业领域的发展提供保障,促进嵌入式数字IC芯片的深人研究。技术与市场2023年第30 卷第8 期1嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测方法基于计算机视觉的嵌人式数字IC芯片引脚缺陷检测方法主要包括芯片引脚的图像采集、图像预处理、缺陷特征提取、缺陷检测4部分。1.1图像采集利用图像采集设备,对数字IC芯片的塑封面与引脚面进行原始图像采集,并将芯片轮廓与成像覆盖料盘承载口
8、区进行划分,避免采集的图像存在过度曝光现象 5本文采用具有CCD传感器的富士S2800HD型号相机,对嵌人式数字IC芯片图像进行采集。设置相机采集的像素灰度级范围为0 2 55;数据接口采用IEEE802.3afCLASS4;相机的尺寸为8 1.4mm(W)73.4mm(H)110.2 mm(L)。根据嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测的解析度要求,计算相机水平方向的像素的公式为:R=Hao式中:R表示相机水平方向的像素;。表示嵌入式数字IC芯片引脚缺陷检测的解析度参数;H表示相机采集图像时的水平高度。1.2图像预处理为了更加精确地对芯片引脚进行缺陷检测,需要将上述采集到的芯片引脚图片进行图片预处
9、理。嵌人式数字IC芯片引脚缺陷图像预处理流程如图1所示。自动优化对比像素原始图像阈值分割图像灰度预处理图像图1嵌入式数字IC芯片引脚缺陷图像预处理流程分析图1可知,自动优化图像缺陷区域灰度,降低采集的图像与实际图像之间存在的灰度偏差,为后续嵌人式数字IC芯片引脚缺陷特征提取提供精确的像素特征信息 6 利用计算机的协处理器,对单幅引脚图像进行滤波降噪处理,找出图像中引脚缺陷的位置信息、分布信息与角度信息。将图像放置在水平位置,根据图像的实际尺寸,设置滤波降噪区域参数,去除图像中多余的信息,提取嵌人式数字IC芯片图像。技术应用利用计算机视觉技术,找出采集图像中单幅芯片的引脚图像,并进行直方图绘制,
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