面向微電子制造的機器視覺輔助元件檢測研究.pdf

1、上海交通大學博士學位論文I面向微電子制造的機器視覺輔助元件檢測研究摘要微電子先進制造業(yè)是一項基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)其發(fā)展的關(guān)鍵在于微電子裝備的研制雖然國外有了相關(guān)的成熟產(chǎn)品但是很少有相關(guān)的公開技術(shù)這方面國內(nèi)的研究起步較晚技術(shù)和設(shè)備也集中在較低的水平隨著對裝備性能指標要求的不斷提高機器視覺檢測技術(shù)在其中發(fā)揮著越來越重要的應(yīng)用結(jié)合在研的微電子裝備中機器視覺輔助檢測重大項目為背景本文對機器視覺檢測的相關(guān)問題進行了深入的研究在微電子制造過程中元件的

2、檢測工作分布于幾乎所有的工序和裝備它包括了定性檢查元件類型封裝形式等和定量檢查元件缺陷和尺寸公差等兩部分內(nèi)容具體在表面貼裝中元件檢測是保證對類型正確無形狀缺陷尺寸滿足公差要求的表面貼裝元件進行貼片工作和對形狀完整的定位基準進行定位的前提條件本文針對上述檢測要求進行了元件類型檢測圓形引腳元件檢測直邊引腳元件檢測微小型元件的亞像素精度檢測及攝像機參數(shù)標定等工作并推廣到其它裝備中的類似檢測問題在進行元件類型檢測時通過粗略的定量檢查給出定性檢測

3、結(jié)果在此過程中得到的粗略的定量結(jié)果也可作為后續(xù)元件定量檢測的初始值文上海交通大學博士學位論文III隨著元件微小型化的發(fā)展趨勢常規(guī)尺寸檢測已不能滿足元件檢測的要求本文的亞像素直線特征檢測就是基于上述要求而進行的本文提出的邊緣導向方法把圖像分成邊緣區(qū)域和非邊緣區(qū)域在包含了主要特征信息的邊緣區(qū)域中通過分析33小鄰域內(nèi)CCD的成像特性和積分特性得到通過每個小鄰域的直線段的高精度解析表達式進而考慮直線特征的全局直線特性對上述直線段進行擬合從而得到

4、特征的亞像素精度檢測結(jié)果其檢測精度可以達到0.05像素角度可以到達0.02度檢測的結(jié)果只有建立在精確的攝像機參數(shù)上才有實際意義但在實際應(yīng)用中攝像機都存在或大或小的畸變這就要對攝像機的參數(shù)進行標定通過在不同位置對平面形狀的標定塊進行采樣取得多幅標準圖像然后離線對攝像機進行標定通過計算單對應(yīng)矩陣并由滅點的正交約束估計像機焦距由交比不變性估計圖像主點同時結(jié)合對攝像機的其它內(nèi)部參數(shù)初始值的估計得到初始結(jié)果并用梯度下降法最小化誤差求得全部參數(shù)由求