倒装芯片超声波检测信号处理方法研究(2)
4.1 K 均值聚类理论. 21
4.2 聚类结果分析. 22
4.3 本章小结 24
第5章 全文总结 . 25
致谢 .. 26
参考文献 27
第1章 绪论 1.1 课题的研究背景及意义 当今世界正在向着信息时代迈进，现代信息产业正逐步成为全球最大的产业。而集成电路产业是现代信息产业的奠基石，其研究水平和产业规模是衡量一个国家科技发展的标准之一，拥有集成电路的自主知识产权已经成为国民经济发展的命脉，科技竞争已经成为国际竞争的筹码[1-3]。 世界集成电路产业近年来发展迅速，是国民经济增长速度三到四倍，新的技术不断出现。美国、日本和欧洲等国家集成电路产业发展的最早，占据着集成电路产业链的上游，他们拥有着设计、生产和装备的核心技术。随着通信、数字视听、和电子商务等电子产品的需求增长，集成电路产业沿其发展趋势高速增长。 受到世界经济低迷影响， 2012年全球集成电路市场同比下降了2.7%，为2916亿美元。国内集成电路产业在宽带提速、家电下乡等宏观政策影响下要好于国际市场。据中国半导体行业协会统计：2012 年我国集成电路产业销售额为 2158.5 亿元，同比增长了 11.6%；制造业销售额占比为 23.2%，封装测试业销售额占比为 48.0%。预计在2015年，国内产业销售收入会达到3500 亿元，产业结构也会进一步优化。 随着电子封装的小型化和组装的高密度化，微电子组装质量的要求也越来越高。传统的微电子封装技术主要是引线封装，其芯片连接方式是通过金属引线将芯片面朝上与基底互连。近年来，倒装芯片封装技术得到快速发展，这种封装技术是将裸芯片朝下直接与基底通过焊点连接的一种封装技术，其在小型化封装领域更有优势。微电子封装中，电子元件的失效约有1/4-1/3是由芯片连接引起的，故芯片互连决定着微电子器件的长期使用性。 但是，倒装芯片封装也存在着不足，由于焊点隐藏在硅芯片和基底之间，同时还填充有绝缘材料，在封装完成后不能直接检测到芯片连接的情况。非接触式检测不但可以得到芯片微观特征， 而且不会对芯片造成任何损坏， 目前是倒装芯片非接触式检测的主流技术。超声波具有不用拆除组件外部封装的非破环性检测能力，因此扫描声显微（SAM）检测技术已被广泛应用到集成电路产业，尤其是封装测试业。然而，随着微电子封装的小型化，倒装芯片的焊点更小，密度更高，间距更细，我们要检测倒装芯片的焊点缺陷就变得更加困难，这就对我们进行焊球缺陷检测提出更高的要求[4-8]。 为了检测焊点更加密集，间距更小的倒装芯片，我们需要更高分辨率的扫描声显微镜。然而，由于其往往价格昂贵，不符合我们的生产要求。本文在超声波检测的基础上，对得到的声学图像进行超分辨的重构，以得到高分辨率和高质量的图像，然后通过对原图像和重构后的图像进行焊球特征的提取和缺陷检测，经过对焊球缺陷的识别率判断超分辨重构的效果。
本课题提出的超分辨率重构技术，由一幅低分辨的声扫描图像生成高分辨率的图像，不增加硬件设备条件而得到更高的焊球缺陷识别率，在一定程度上降低了生产成本。 由于高分辨率图像的像素密度高，图像所能提供的细节信息更加丰富，在信息发展的时代有更多应用的领域。比如，在军事应用领域，遥感侦查、遥感影像的目标识别和定位、战场环境监测等都需要图像材料具有尽可能高的空间分辨率；在医学领域，医生根据高分辨率的医疗图像提供的细节信息，做出正确的诊断；在我们的生活中，文字和图像识别、视频监控、车辆牌照识别等也有类似的需求，例如，我们可以用低像素的相机拍出高质量的照片等。因此，超分辨率重构技术在生产生活的各个方面都具有很重要的作用，而且还有很大的发展空间[9, 10]。
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