浅谈用图像识别方法检测集成电路键合点

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1、浅谈用图像识别方法检测集成电路键合点摘要：于大规模的集成电路其制造工艺中，键合点以及键合区的检验为保障可靠性的一个非常重要的环节，由于各个键合点的好坏，能够直接影响至整体的集成电路的可靠性，因此，在实际的生产工艺中，必须对键合点以及键合区的尺寸、形状以及位置等实施检测，以此保障整个芯片电其连接更可靠。关键词：图像识别法集成电路键合区与键合最中图分类号：TN407文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)02(b)-0118-01在以往的大规模集成电路生产过程中，键合区的质量检测只能靠

2、人的眼睛来测量，即目测。因此检验的稳定性与效率都不高。而该文使用图像识别以及图像处理的技术，对键合区的显微图像能自动测量，该测量算法的原理是建立在图像分割技术的基础上，再用图形识别法对键合点和键合区几何形状进行提取，并测量它的相对关系与尺寸参数，而后，结合相关国军标，就能判断此键合区是否合格。1•集成电路键合点特点分析因为芯片并不是最后的产品，假若它不可以在整机与系统中使用，也就没有价值。从芯片至封装集成电路全成品，它现实的过程实际就是借助热压或者超声键合等手段，使用细小的金属丝将键合点和电路基

3、座相互连接，经过封装这一程序后，最后就能成为一个全面完整的集成点电路的成品。集成电路键合点的特点有下面几点：首先，键合点正常情况下只会排列在芯片的周围而不会在电路里部排列，而IC通常是正方形或者长方形，所以键合点通常也排列为正方形或者长方形。其次，集成电路键合点的间距与大小并非取决于工艺的制造技术，而主要取决于封装以及后部测试的水平。再次，集成电路键合点通常不使用易使内引线的绑定交叉这种排列手段。最后，集合点自身通常是正方形且间距相等。因为键合点不但在整个集成电路中必不可少，并关系重大，所以键合

4、点会随着工艺线条等的细微变化发生改变。实际上，键合点的限定对于先进的工艺线来讲是非常不利的，由于一旦达到键合点所规定的面积之后，那么就不能很好的发挥细线条的优势，因为芯片的面积不会也不可能在减小，单位圆片的产量故不能提高，批量生产其效益也很难提高。不过对于中小企业来讲，键合点的规定本质上可认为是''保护线”。由于许多电力的品种其内部电路较为简单，不过所需要的借口很多，所以芯片上的键合点较多。对于设计人员来说，假若不充分考虑集成电路集合点的因素，那么就很可能出现内部的电力变小的情况，但键合点的面积

5、较大，导致面积上的浪费。不过，这一问题早就引起了一些产品研发人员的高度重视。不过由于缺少必要的理论指导，因此在出现以上问题的时候通常使用调整版图的格局来解决问题，这种方法费工费时、并不能体现先进工艺的优点与最好的成本效果。由此我们知道，键合点不但起到了和外部电路相接的桥梁作用，并且对于指导IC的选取工艺水平同样有着重要的作用。这就有必要把键合点这个容易被忽视但有非常重要的作用实施研究，且建立起有关的数学模型给生产者与设计者实施产品预研提供参考依据。2•键合区图像分割当得到键合区中的显微图像之后，

6、应该先对键合区进行平滑滤波，这样可以去掉一部分繁杂的噪声。因为键合区的图像主要是三个区域组成，以此直方图的分布有三个较明显的峰值，对应为bond、背景以及Pad。将直方图平滑滤波之后，再使用形态收缩与形态膨胀的算子来去除Pad与Bond周围的毛刺、小孔洞和凹陷。另外，背景上存在的嘈杂声也可以在此消除。最后，就能得打两个很清晰的二值化Bond与Pad图像。3•键合区Pad形状及参数分析该文列出了较为典型的Bond与Pad的形状，如下图1所示。该Pad是由两块连接在一起的矩形拼凑而成，其中较大的矩形

7、是Pad块本体，相对较小的矩形是引出金属条。另外,键合点Bond其形状特点大概可分为以下三部分，第一段是较长的，宽度较为平均的引线；其次是第二部分，近似于椭圆形状的突起，该部分是键合点本体。最后是第三部分，即接着突起位置有一小段不太规则的尾巴，此称之为Pigtail（键尾）。因为有Bond的影响，Pad矩形的键合区常常会被割裂出来，变成若干块分离的没有规则的形状，甚至有时候矩形Pad的若干个指教会被Bond所遮盖，直接导致Pad矩形形状分析较为困难。因此，一般情况下使用以下方法来完成Pad的形状

8、分析和参数提取。第一步，使用逐行扫描法把遇到的任何一个Pod处理掉，当处理结束后，把此Pad快从图像里抹除掉，一块一块的进行，一直到将所有的Pad块处理完为止。第二步，把每一个的Pad块用逐点边沿的跟踪算法将其外轮廓提取，且用直线拟合法查找出逼近此Pad块的封闭性多边形。第三步，将此多边形中与直角最相似的顶点测量出来，与此同时，利用合理的排列组合，将最有可能构成矩形的几于直角找出来，通过试验进行比较，该文把矩形构成条件限制为：某组总数要大于或者等于三个直角的集合，在相邻两边快接近平行或者垂直。4