Введение к работе
Актуальность_збст:^. В настоящее Бремя в электронной промышленности практически всох наиболее развитых стран мирз остро стоит задача повышении процента выхода годішх изделий, и частности микросхем, на конечном этапе технологической линии их производства, йажно отметить, что в связи с резким усложнением злектрсчшых схем за счет повышения стелеші их интеграции стоимость изнотовлаїшя кристаллов больших интегральных схем (іЖ',), особенно микропроцессоров и схем памяти, становится все больше по отношению к стоимости изготовления заготовок корпусов з тих микросхем. Б этом случае предварительный контроль качества и отбраковка заготовок на раннем,этапе их производства (до установки кристаллов ЕйС и внешних выводов, содержащих драгоценнее металіді) двет значительный экономический эффект. С другой с троны стремительное усложнение микросхем влечет за собой увеличение количества внешних выводов БКС (свыше ISO), а также уменьшение расстояния между ними {ло С.5 мм). Н своя очередь это приводит к усложнению и самих заготовок корпусов, из которых наносятся соединительные проводники между контактами кристаллов БИС и внешними виводами.
Таким образом, операция предварительного контроля заготовок, оставаясь достаточно трудоемкой, является одной из основних в процессе производства мікросхем. В то же время именно эта операция наиболее сложно поддается автоматизации и в значительной мерз определяет производительность ЕСЄЙ технологической линии.
Как показала практика, среди возможных принципов организации автоматизированных систем контроля наиболее жизнеспособными являются системы, допускающие сравнительно простую перенастройку в случае изменения вида контролируемых изделий, но в то же время обеспечивающих высокую надежность контроля при наличии дестабилизирующих факторов в условях реального производства. Такими свойствами могут обладать так называемые обучаемые системы, в которых окончательное решающее правило ^.ор.мируетсл не на стадии их проектирования и изготовления, а в течение этапа обучения (калибровки), пред-
_ 4 -
швствуэдого режиму автоматического функционирования. На атом этапе в течение относительно непродолжительного вромоііи привлекается человек-оператор,' роль которого сводится к обучению системы, то есть к ее настройко на конкретяііе отличительна признаки д&фектов заготовок, к формирования ноля допустимых отклонений и т.д. Затем (поело формирования окончательного решающего правила) система продолжает ' работу в автоматическом режиме.
Подобный принцип организации системи контроля получил название обучаемого автомата. Б этом случае участие оператора v работа ситемы минимизировано и обеспечивается высокая гибкость оо адаптации. '
Настоящая диссертационная работа посвящена определению технических путай создания обучаемой системы автоматизированного контроля заготовок микросхем с учетом возможностей современной оптико-электронной техники и условий реального производства. . '
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка рекомендацій и основных элементов методики проектирования быстродействующих легко, адаптируемых телевизионных систем оперативного контроля качества заготовок микросхем на основе обучаемого автомата.
Задачи исследования. Указанная цель может бить достигнута путем решения следужих основных задач:
анализ известных систем и методов контроля качества заготовок микросхем и обоснованный выбор базовой'структурной схемы обучаемой системы технического зрения;
обоснование технических требований к отдельным функциональным блокам системы;
разработка алгоритмов обработки видеоинфармации, пригодных для использования в реальной системе контроля;
создание математической модели системы технического зроїшя, включающей в себя математические модели объектов контроля, всех функциональных блоков'системы, а также алгоритмы обработки видеоинформации;
оценка реальных характеристик надежности обнаружения дефектов на основе математического моделирования процесса и на основа физического моделирования с использованием реаль-
ноіі универсальной системы технического зрения;
- разработка методики выбора основних параметров отде
льных звеньев системы технического зрешш на осново обучае
мого автомата с учетом полученных результатов математичэс-
кого и физического моделирования. .
Методыисследования. При -решения поставленных задач использовались:
метод математического (имитационного) моделирования нэ УВМ Физических процессов, протекающих в отдельных гвоньях реальной системи, а также предлагаемых алгоритмов обработки сигналов;
метод экспериментальной проверки исследуемого алгоритма обработки сигналов на базе действующей физической модели системи;
па этапе статистической обработки результатов моделирования аналитические методы теории вероятностей.
К?Х?Уая_новпзня Работы заключается в разработке методики моделирования и выбора оптимальных параметров при создании различных обучаемых систем технического зрения, орионти-' ровншшх на задачи контроля вившего вида изделий в процессе производства.
Основные результаты,выносимые на защиту.
1. Общая структура и принцип действия быстродействующей,
легко адаптируемой системы контроля на основе обучаемого
автомата. В предлагаемом варианте простота рабочего алго
ритма сочетается с устойчивостью к дестабилизирующим фак
торам л гибкостью системі при изменении вида контролиру
емых изделий.
-
Математическая модель системы контроля заготовок микросхем, включзндзя в себя модели всех звеньев оптико-электронного тракта и алгоритмы обработки сигнала, реализующие принцип обучаемого автомата.
-
Результаты исследования потенциальных возможностей подобных систем контроля и обоснованные требования к основным звеньям системы.
-
Зависимости вероятностных характеристик обнаружения де-фектов от параметров различных звеньев оптико-электронной системы и параметров алгоритмов обработки сигналов.
5, Результати экспериментальных исследований, полученные на базе реальной физической модели оптико-злоктроннои системы технического зрения,- позволяющие судить о практической реализуемости и возможностях подоОішх систем. Практические результата.
-
Выполнен анализ источников помех различных звеньев системы контроля, на основе которого выявлены наиболее существенные факторы, влияющие на работу системы в целом.
-
Разработан пакет прикладных программ для расчета статистических параметров и характеристик-системы контроля, по-зволяздип определить параметры основных звеньев системы контроля в зависимости от параметров изделии.
3. Разработана и реализована методика экспериментальных
исследований работы системы контроля на базе универсаль
ной системы технического зрения, которая позволяет испы
тывать и корректировать разработанные алгоритмы оез тру
доемких наладочных операции.
4. Результаты физического и математического моделирования
могут быть использованы непосредственно в практике проек
тирования оптико-электронных -систем подобного типа.
Реализация результатов работы. Результаты работы наили применение в учебном процессе на кафедре "оптико-электронные приборы и системі" СПГИТМО(ТУ) в составе лабораторного практикума .
Апробация работы. Результаты работы обсуэдены на научном семинаре кафедры "Оптико-электронные приборы' и системы" СШ7:Т.М0('?У).
.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из ЗТ^аименований и двух приложений, содержит /ц$ страниц основного текста, .2/рисунх , 3 таблицы.
