CC BY
35
Царёв А. Г., Рачковская М.К.
Пензенский государственный университет
СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ПОЛОСКОВЫХ СТРУКТУР
Предлагаемые системы обработки изображений относятся к классу систем с техническим зрением. Системы могут найти применение в области контроля качества изделий и технологических процессов в микроскопии (как световой так и электронной), в рентгеновском микроанализе, в электронографии, в медицинской диагностике, в геологии, астрономии, навигации, радиолокации, анализе аэрофотоснимков, и т. д.
Системы обладают высокой производительностью. Это достигается наличием в составе системы оригинального специализированного процессора параллельной обработки изображений, реализующего структурно-лингвистические методы распознавания на основе нелинейной пространственной фильтрации во временной области. Изображения рассматриваемого класса объектов описываются совокупностями отрезков линий и связей между ними, т.е. матрицей связности. Для получения матрицы связности в реальном масштабе времени и для уменьшения объема производимых вычислений выделяются лишь характерные элементы изображений - начала, концы, примыкания, пересечения линий различного наклона. Таким образом, ЭВМ работает с описанием, а не с изображением, т.е. с малым объемом информации. Это позволяет ЭВМ принимать решение в реальном времени.
Системы могут решать следующие задачи.
Обнаружение в сложном изображении объектов заданного класса.
Классификационные признаки могут быть заложены различные в зависимости от конкретной задачи. Это может быть форма объекта, длина, ширина, диаметр, площадь, периметр, овальность и т.д.
Обнаружение в сложном изображении объектов, не относящихся к заданному классу.
Анализ по п.п.1,2 может быть применен для контроля качества деталей на конвейере, контроля качества стеклянных изделий ( на наличие пузырьков), контроля качества керамических изделий, анализ поверхности на зернистость, наличие сколов, раковин, вкраплений.
Классификация объектов изображения. Распознавание буквопечатных знаков, цифр, символов и т.д.
Контроль структуры изображения. Идентификация подписей, отпечатков пальцев, контроль качества тканей в текстильной промышленности и т.д.
Измерение длин, площадей, расстояний, периметров, углов, координат центров фигур и т. д.
Документирование изображений. Оцифрованное изображение записывается на магнитный диск ЭВМ. Такая методика обладает лучшей точностью, более высокой производительностью, лучшими сервисными возможностями по сравнению с фотографией.
На основе разработанного спецпроцессора созданы несколько систем автоматизированного контроля.
1. Система контроля чистоты подложек интегральных микросхем предназначенная для выявления загрязнений, пылинок, царапин и других дефектов на поверхности подложек интегральных микросхем перед нанесением слоев.
Решаемые задачи.
обнаружение дефектов размером не менее 1,5 мкм по предварительно заданному пределу.
измерение протяженности каждого дефекта с точностью до 1 мкм.
измерение площади каждого дефекта с точностью до 1 мкм.
Система представляет информацию о количестве и координатах дефектов, проценте дефектной площади, выдает гистограмму о распределении дефектов по протяженности и поплоща-ди,даетвозможностьпосмотретьна мониторе любой дефектный участок. По заранее заданным критериям система принимает решение о годности подложки.
2. Система контроля фотошаблонов интегральных микросхем предназначенная для контроля качества промежуточных, эталонных и рабочих фотошаблонов.
Решаемые задачи.
обнаружение дефектов ( вкраплений, проколов) размером не менее 1,5мкм по предварительно заданному пределу.
обнаружение нарушений границы контура элемента топологии (вырыв, выступ, неровности края, скругления углов) с возможностью задания допустимого отклонения размеров не менее 1,5мкм.
сравнение топологии с массивом исходной информации, обнаружение отклонений в топологии рисунка .
классификация дефектов по виду и размерам, определение их координат. Система представляет информацию о количестве и координатах дефектов каждого вида, проценте и координатах дефектных модулей.
В процессе контроля система накапливает и анализирует информацию о дефектах, сравнивает с допустимыми и принимает решение о годности фотошаблона до окончания его просмотра.
Работа системы основана на оптической регистрации изображения в проходящем или отраженном свете, формировании структурного описания изображения в сжатой форме исравнении его с эталонным структурным описанием. С целью коррекции ошибки позиционирования координатного стола в системе предусмотрен опорный оптоэлектронный канал.
Система контроля печатных плат предназначенная для выявления микродефектов на печатных платах и контроля правильности трассировки и структуры рисунка.
Решаемые задачи.
обнаружение перемычек между проводниками и трещин в проводниках размером не более 30мкм по предварительно заданному пределу.
обнаружение заужений проводников и расстояний между ними размером не более 30мкм по предварительно заданному пределу.
обнаружение нарушений границы контура проводников, проколов в проводниках, островков металлизации размером не более 30мкм по предварительно заданному пределу.
сравнение связности между отверстиями (контактными площадками) с массивом исходной информации, обнаружение недостающих и лишних связях в системе: отверстие-площадка-проводник.
Система выводит информацию в виде таблиц дефектов с указанием их типов и координатах их площади лишних и недостающих связях.
В процессе контроля система накапливает и анализирует информацию о дефектах и принимает решение о годности платы до окончания считывания ее изображения.
Система обеспечивает контроль плат размером до 1кв.м. с разрешением 10мкм, со скоростью 1кв.дм.за 10сек. при использовании одного оптоэлектронного канала. При работе с несколькими информационными каналами производительность системы растет пропорционально числу каналов.
Оригинальные технические решения, примененные в автоматизированных системах, защищены рядом авторских свидетельств и патентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гаранин А.С. Система информативных признаков для распознавания заданного класса образов. В кн. Вопросы электродинамики и теории электронных схем. Рига, 1980.
2. А.С. № 1631562 СССР G 06 K 9/00. Устройство для селекции дефектов изображений объектов.
Држевецкий А.Л., Царев А.Г.
