本發(fā)明屬于失效分析領(lǐng)域，更具體地，涉及一種芯片自動(dòng)開封實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
開封是在進(jìn)行失效分析時(shí)，打開塑封器件的塑封材料進(jìn)行內(nèi)部檢查、分析的常用方法，其原理是使用相應(yīng)技術(shù)去除覆蓋在芯片表面的塑封材料，但不破壞芯片內(nèi)部電氣連接關(guān)系，從而進(jìn)行后續(xù)的檢測(cè)、分析。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，采用激光對(duì)芯片進(jìn)行開封已逐漸取代了傳統(tǒng)的酸腐式開封方式。但目前的開封采用人眼判斷手動(dòng)操作的方式，即逐次開封逐次判斷的方式，這樣針對(duì)較厚的芯片，需要多次手動(dòng)執(zhí)行開封操作，操作繁瑣效率低下，且人工判斷易受人為主觀因素影響，易造成誤判而損傷內(nèi)部鍵合絲。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種芯片自動(dòng)開封實(shí)現(xiàn)方法，其目的在于可實(shí)現(xiàn)開封過(guò)程自動(dòng)化，以提高工作效率，并保證可靠性。
本發(fā)明提供了一種芯片自動(dòng)開封實(shí)現(xiàn)方法，包括下述步驟：
(1)利用可視化定位開封系統(tǒng)對(duì)芯片開封區(qū)域進(jìn)行選定編輯，并對(duì)選定開封區(qū)域執(zhí)行一次開封操作；
(2)采集開封后的圖像作為背景幀；
(3)對(duì)步驟(1)中選定開封區(qū)域再次執(zhí)行一次開封操作；
(4)采集開封后的圖像作為目標(biāo)幀；
(5)根據(jù)開封區(qū)域在可視化影像系統(tǒng)的相對(duì)位置關(guān)系，獲得開封區(qū)域在圖像中的像素位置，并將獲得的開封區(qū)域像素位置作為圖像差分比較區(qū)域；
(6)對(duì)步驟(2)、(4)采集的背景幀、目標(biāo)幀中圖像差分比較區(qū)域分別進(jìn)行中值濾波；其中，差分比較區(qū)域就是開封區(qū)域在圖像中的表示，背景幀和目標(biāo)幀分別表示開封前后兩幅圖像，差分比較區(qū)域在兩幅圖像中表示同一位置(開封位置)；
(7)在步驟(6)的基礎(chǔ)上再對(duì)背景幀、目標(biāo)幀圖像差分比較區(qū)域分別進(jìn)行灰度化處理；
(8)在步驟(7)的基礎(chǔ)上再對(duì)背景幀、目標(biāo)幀圖像差分比較區(qū)域進(jìn)行幀間差分；
(9)利用統(tǒng)計(jì)分析得到的閾值T1對(duì)步驟(8)得到的差分結(jié)果進(jìn)行二值化，并記錄下幀間差分過(guò)程中得到的灰度變化較大的像素個(gè)數(shù)，并計(jì)算其占差分比較區(qū)域像素?cái)?shù)的比例K；
(10)將步驟(9)所得比例K與設(shè)定閾值比例T2比較，若小于設(shè)定閾值比例(K<T2)，則判斷鍵合絲未出現(xiàn)，將目標(biāo)幀替換為背景幀，并返回至步驟(3)；若不小于設(shè)定閾值比例(K≥T2)，則判斷鍵合絲已經(jīng)出現(xiàn)，停止開封。
更進(jìn)一步地，所述閾值比例T2范圍為0.1％～0.5％。
更進(jìn)一步地，所述閾值比例T2為0.125％。
更進(jìn)一步地，所述具體為：對(duì)差分圖像D(x,y,△t)進(jìn)行二值化處理后獲得當(dāng)D(x,y,△t)取1時(shí)表示該像素點(diǎn)灰度變化較大，可能為鍵合絲；當(dāng)D(x,y,△t)取0時(shí)表示該像素點(diǎn)灰度變化微小，肯定不是鍵合絲；T1為統(tǒng)計(jì)分析的閾值。
更進(jìn)一步地，T1取值范圍為10～20。
本發(fā)明利用圖像處理的方式實(shí)現(xiàn)鍵合絲的判斷，可實(shí)現(xiàn)芯片開封過(guò)程自動(dòng)化的一鍵式操作，有效避免了人為判斷不準(zhǔn)而損傷內(nèi)部鍵合絲及針對(duì)較厚芯片手動(dòng)開封效率低下等問(wèn)題，大大提高了工作效率，且精度高；同時(shí)，采用幀間差分雙閾值判斷方法，有效降低了隨機(jī)噪點(diǎn)引起的誤判。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明提供的一種芯片自動(dòng)開封實(shí)現(xiàn)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明結(jié)合圖像信息，提出了一種芯片自動(dòng)開封實(shí)現(xiàn)方法，包括下述步驟：
(1)利用可視化定位開封系統(tǒng)對(duì)芯片開封區(qū)域進(jìn)行選定編輯，并對(duì)選定開封區(qū)域執(zhí)行一次開封操作；
其中，可視化定位開封系統(tǒng)由激光器、高精度掃描振鏡、影像系統(tǒng)及開封軟件組成，主要用于對(duì)塑封芯片進(jìn)行預(yù)開封處理，是對(duì)芯片進(jìn)行分析、測(cè)試工作的重要工具。影像系統(tǒng)由相機(jī)、鏡頭等構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)開封對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控，開封軟件提供人機(jī)交互界面，可根據(jù)在軟件影像監(jiān)控界面繪制的開封圖形，通過(guò)對(duì)激光器、振鏡的控制，使具有一定能量密度、聚焦在芯片表面的激光束對(duì)芯片進(jìn)行精確掃描式開封，逐層去除封裝芯片的材料，直至露出內(nèi)部的電氣連接(鍵合絲)。
(2)采集開封后的圖像作為背景幀；
(3)對(duì)步驟(1)中選定開封區(qū)域再次執(zhí)行一次開封操作；
(4)采集開封后的圖像作為目標(biāo)幀；
(5)根據(jù)開封區(qū)域在可視化影像系統(tǒng)的相對(duì)位置關(guān)系，獲得開封區(qū)域在圖像中的像素位置，并將獲得的開封區(qū)域像素位置作為圖像差分比較區(qū)域；
(6)對(duì)步驟(2)、(4)采集的背景幀、目標(biāo)幀中圖像差分比較區(qū)域分別進(jìn)行中值濾波；其中，差分比較區(qū)域就是開封區(qū)域在圖像中的表示，背景幀和目標(biāo)幀分別表示開封前后兩幅圖像，差分比較區(qū)域在兩幅圖像中表示同一位置(開封位置)。
(7)在步驟(6)的基礎(chǔ)上再對(duì)背景幀、目標(biāo)幀圖像差分比較區(qū)域分別進(jìn)行灰度化處理；
(8)在步驟(7)的基礎(chǔ)上再對(duì)背景幀、目標(biāo)幀圖像差分比較區(qū)域進(jìn)行幀間差分；
(9)利用統(tǒng)計(jì)分析得到的閾值T1對(duì)步驟(8)得到的差分結(jié)果進(jìn)行二值化，并記錄下幀間差分過(guò)程中得到的灰度變化較大的像素個(gè)數(shù)，并計(jì)算其占差分比較區(qū)域像素?cái)?shù)的比例K；
(10)將步驟(9)所得比例K與設(shè)定閾值比例T2比較。設(shè)定閾值比例視圖像效果及開封精度而定，且隨精度要求的提高而減小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果，該閾值比例設(shè)定為0.1％～0.5％較為合適，在0.125％時(shí)效果最佳。若小于設(shè)定閾值比例(K<T2)表明比較區(qū)域灰度變化不大，則判斷鍵合絲未出現(xiàn)，將目標(biāo)幀替換為背景幀，執(zhí)行步驟(3)。若不小于設(shè)定閾值比例(K≥T2)表明比較區(qū)域內(nèi)灰度變化較大，判斷鍵合絲已經(jīng)出現(xiàn)，停止開封。
本發(fā)明利用芯片開封過(guò)程中鍵合絲出現(xiàn)前后圖像中開封區(qū)域灰度變化規(guī)律，結(jié)合圖像信息設(shè)計(jì)了幀間差分雙閾值判斷的開封算法，實(shí)現(xiàn)了芯片開封過(guò)程自動(dòng)化，有效避免了人為判斷不準(zhǔn)而損傷內(nèi)部鍵合絲及針對(duì)較厚芯片手動(dòng)開封效率低下等問(wèn)題。
本發(fā)明提供了幀間差分雙閾值判斷方法，即首先通過(guò)閾值T1(一次閾值)對(duì)差分比較區(qū)域中灰度差分結(jié)果進(jìn)行二值化以區(qū)分灰度變化較大的像素，并統(tǒng)計(jì)比較區(qū)域幀間差分中所有二值化為1的像素?cái)?shù)及占差分比較區(qū)域像素比K，根據(jù)產(chǎn)品對(duì)精度的要求設(shè)定相應(yīng)的比例值T2(二次閾值)以判斷鍵合絲的出現(xiàn)，若K≥T2，表示已經(jīng)出現(xiàn)鍵合絲，若K<T2，則表示未出現(xiàn)鍵合絲。在差分圖像中，由于隨機(jī)噪聲及雜質(zhì)等其他因素的存在，導(dǎo)致并非所有差分二值化為1的像素點(diǎn)均為鍵合絲，因此通過(guò)二次閾值T2的合理設(shè)定可有效削弱噪聲的影響，減少隨機(jī)噪點(diǎn)引起的誤判。
本發(fā)明采用的閾值均來(lái)自測(cè)試樣本的大量數(shù)理統(tǒng)計(jì)，其中T1在10～20，表示灰度差，T2在0.1％～0.5％間效果較好，在0.125％時(shí)效果最佳。
目前的芯片開封采用人眼判斷鍵合絲手動(dòng)操作的方式，即逐次開封逐次判斷的方式，這樣針對(duì)較厚的芯片，需要多次手動(dòng)執(zhí)行開封操作，操作繁瑣效率低下，且人眼判斷易受人為主觀因素影響，易造成誤判而損傷內(nèi)部鍵合絲。本發(fā)明利用圖像處理的方式實(shí)現(xiàn)鍵合絲的判斷，可實(shí)現(xiàn)芯片開封過(guò)程自動(dòng)化的一鍵式操作，有效避免了人為判斷不準(zhǔn)而損傷內(nèi)部鍵合絲及針對(duì)較厚芯片手動(dòng)開封效率低下等問(wèn)題，大大提高了工作效率，且精度高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，包括如下步驟：
(1)利用可視化定位開封系統(tǒng)對(duì)芯片開封區(qū)域進(jìn)行選定編輯，并對(duì)選定開封區(qū)域執(zhí)行一次開封操作；
其中，可視化定位開封系統(tǒng)由激光器、高精度掃描振鏡、影像系統(tǒng)及開封軟件組成，主要用于對(duì)塑封芯片進(jìn)行預(yù)開封處理，是對(duì)芯片進(jìn)行分析、測(cè)試工作的重要工具。影像系統(tǒng)由相機(jī)、鏡頭等構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)開封對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控，開封軟件提供人機(jī)交互界面，可根據(jù)在軟件影像監(jiān)控界面繪制的開封圖形，通過(guò)對(duì)激光器、振鏡的控制，使具有一定能量密度、聚焦在芯片表面的激光束對(duì)芯片進(jìn)行精確掃描式開封，逐層去除封裝芯片的材料，直至露出內(nèi)部的電氣連接(鍵合絲)。
(2)采集開封后的圖像作為背景幀；
(3)對(duì)步驟(1)中選定開封區(qū)域再次執(zhí)行一次開封操作；
(4)采集開封后的圖像作為目標(biāo)幀；
(5)根據(jù)開封區(qū)域在可視化影像系統(tǒng)的相對(duì)位置關(guān)系，獲得開封區(qū)域在圖像中的像素位置，并將獲得的開封區(qū)域像素位置作為圖像差分比較區(qū)域，旨在減少計(jì)算量，提高算法效率；
(6)對(duì)步驟(2)、(4)采集的背景幀、目標(biāo)幀中圖像差分比較區(qū)域分別進(jìn)行中值濾波。即將背景幀、目標(biāo)幀中圖像差分比較區(qū)域中每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的中值，用于圖像中的去噪處理，旨在減少圖像中孤立噪點(diǎn)的影響。濾波器窗口大小選擇直接影響算法效率，過(guò)大則計(jì)算量大，過(guò)小則去噪效果差，通過(guò)綜合考慮及實(shí)際測(cè)試效果，本方法采用3×3的濾波窗口，且將目標(biāo)像素置于模板的中心位置。
(7)在步驟(6)的基礎(chǔ)上再對(duì)背景幀、目標(biāo)幀圖像差分比較區(qū)域分別進(jìn)行灰度化處理，即圖像由彩色轉(zhuǎn)化為灰度的過(guò)程，灰度化采用YUV處理，即：value＝0.299R+0.587G+0.114B；其中value為像素點(diǎn)的灰度值，R、G、B分別為該像素點(diǎn)的RGB顏色值；
(8)在步驟(7)的基礎(chǔ)上再對(duì)背景幀、目標(biāo)幀圖像差分比較區(qū)域進(jìn)行幀間差分，用于記錄前后兩幀圖像差分比較區(qū)域的灰度變化；幀間差分即對(duì)目標(biāo)幀f(x,y,t)，背景幀f(x,y,t-1)作“減”運(yùn)算，計(jì)算兩幀圖像的差，得到差分圖像D(x,y,△t)，D(x,y,△t)＝f(x,y,t)-f(x,y,t-1)；
(9)利用統(tǒng)計(jì)分析得到的閾值T1對(duì)步驟(8)得到的差分結(jié)果進(jìn)行二值化，用于區(qū)分出灰度變化超過(guò)指定閾值T1的像素點(diǎn)。對(duì)比較區(qū)域做二值化的分割處理如下：取1時(shí)表示該像素點(diǎn)灰度變化較大，可能為鍵合絲，取0時(shí)表示該像素點(diǎn)灰度變化微小，肯定不是鍵合絲。同時(shí)記錄下幀間差分過(guò)程中得到的灰度變化較大(即二值化為1)的像素個(gè)數(shù)，并得到其占差分比較區(qū)域像素?cái)?shù)的比例K；
(10)將步驟(9)所得比例K與設(shè)定閾值比例T2比較。設(shè)定閾值比例視圖像效果及開封精度而定，且隨精度要求的提高而減小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果，該閾值比例設(shè)定為0.1％～0.5％較為合適，在0.125％時(shí)效果最佳。若小于設(shè)定閾值比例(K<T2)表明比較區(qū)域灰度變化不大，則判斷鍵合絲未出現(xiàn)，將目標(biāo)幀替換為背景幀，執(zhí)行步驟(3)。若不小于設(shè)定閾值比例(K≥T2)表明比較區(qū)域內(nèi)灰度變化較大，判斷鍵合絲已經(jīng)出現(xiàn)，停止開封。
本發(fā)明提供了幀間差分雙閾值判斷方法，即首先通過(guò)閾值T1(一次閾值)對(duì)差分比較區(qū)域中灰度差分結(jié)果進(jìn)行二值化以區(qū)分灰度變化較大的像素，并統(tǒng)計(jì)比較區(qū)域幀間差分中所有二值化為1的像素?cái)?shù)及占差分比較區(qū)域像素比K，根據(jù)產(chǎn)品對(duì)精度的要求設(shè)定相應(yīng)的比例值T2(二次閾值)以判斷鍵合絲的出現(xiàn)，若K≥T2，表示已經(jīng)出現(xiàn)鍵合絲，若K<T2，則表示未出現(xiàn)鍵合絲。在差分圖像中，由于隨機(jī)噪聲及雜質(zhì)等其他因素的存在，導(dǎo)致并非所有差分二值化為1的像素點(diǎn)均為鍵合絲，因此通過(guò)二次閾值T2的合理設(shè)定可有效削弱噪聲的影響，減少隨機(jī)噪點(diǎn)引起的誤判。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。