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[摘要]：倒装焊技术在微电子封装中得到越来越多的广泛应用，但是由于焊球隐藏于芯片与基底之间，因此很难实现对其缺陷进行有效检测。本文通过超声波扫描技术对被测芯片进行了焊球缺陷检测实验，得到焊球信息图片，接着进行了图像处理方面技术的研究，包括以图像灰度值梯度为阈值分割算法和以数理统计为基础的特征提取。 为了实现焊球缺陷的智能检测，我们采用了支持向量机(Support vector machine SVM)这一具有完备理论基础的小样本学习算法，它对在小样本情况下的数据分类具有较好的优势。但是，当训练样本出现较为严重的正反例混叠时，SVM 的优势就不再明显，通过对每个输入训练样本增加相应的模糊隶属度，使得传统的 SVM算法增加模糊属性，实验结果表明，改进的FSVM（Fuzzy support vector machine）算法与传统算法相比，具有更好的分类效果和实用性。37880
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[毕业论文关键词]：超声波扫描、图像处理、焊球特征、SVM 算法、焊球缺陷检测 The research of solder bump defect detection method based on support vector machines [Abstract]: Flip chip technology is widely used in microelectronic packaging, but it is becoming more and more challenging to achieve the effective detection of solder bumps defects due to their location hidden between the chip and the substrate, In this thesis, scanning acoustic microscopy technology has been applied to conduct flip chip defect inspection experiment, pictures containing the solder bump information is obtained. Then, some image processing steps are followed, including segmentation algorithms step and feature extraction procedure. In order to achieve intelligent detection of the solder bumps defects, SVM (Support vector machine, SVM) algorithm is applied, which has a good advantage of small samples of classification. However, in the case when the training samples are seriously aliasing, the SVM is no longer sufficient for the classification; we apply a fuzzy membership to each input point of SVM and reformulate SVM into fuzzy SVM (FSVM), such that different input points can make different contributions to the learning of decision surface. The proposed method enhances the SVM in reducing the effect of outliers and noises in data points. And experimental results show FSVM algorithm has better classification accuracy compared to the traditional algorithm.
[Keywords]: Ultrasonic scanning; image processing; solder bump features; SVM algorithm; identification of solder bump defects.
目录
摘要 I
Abstract . III
第1章 绪论 . 1
1.1研究背景及意义 1
1.2倒装芯片技术 2
1.3焊球缺陷检测发展及现状. 3
1.4本文主要工作 4
1.5本文章节结构 4
第2章 超声波检测 . 6
2.1超声扫描显微镜原理 6
2.2实验图像获取 8
2.3本章小结 10
第3章 图像处理与特征提取 11
3.1图像预处理 . 11
3.2图像分割 13
3.3图像特征提取 14
3.4本章小结 16
第4章 基于改进SVM 的焊球缺陷检测研究 . 18
4.1支持向量机理论 18
4.2模糊SVM 理论 21
4.3焊球缺陷检测结果 . 23
4.4 本章小结 . 24
第5章 全文总结 25
后记 26
参考文献 . 27
第1 章 绪论 1.1研究背景及意义 集成电路（Integrated Circuit，IC） ，一种微型电子器件，形象地讲就是一块微型集成电路板。它是在一个小型的半导体晶体上或基片上，安装电路各元器件并用焊点或引线相连，从而构成一个具有特殊功能的小型的电路结构，再使用薄膜工艺等将基片及附着于其的电路封装起来，这样就形成了有固定功能的集成电路，使用时可以直接进行调用，类似于电脑程序中的函数，在使用时可以直接调用函数名一样。这样的集成电路与分立散装电路相比，它使电子元件向着微型化、低功耗、智能化和高可靠性的发展方向上迈进了一大步，同时降低了成本，便于批量生产。从分立元件到集成电路是半导体电子技术的一个巨大的飞跃，它使得电子设备开始兴起，并且随着其越来越集成化，电子设备也越来越微型化。从大型计算机到台式计算机，从笔记本电脑到平板电脑，再到智能手机，这些电子设备的小型化发展史无一不体现了集成电路的微型化发展历程。如今社会是信息社会，而集成电路就是这个社会的基石，它不仅应用于民用领域，更在军事电子领域、工业电子领域有着不可替代的地位，它与互联网产业、制造业、通讯控制等息息相关，尤其是高新技术产业，因此集成电路的发展已事关一个国家的综合国力，集成电路技术的高低已成为衡量一个国家科技水平高低的标准之一[1-4]。 近些年来，我国着力从“中国制造”向“中国创造”进行转型，国家政策向高新技术产业倾斜，如今，我国科技发展日新月异，高新技术产业蓬勃发展，作为其标志之一的集成电路产业链已初步形成。但目前为止，美国仍是集成电路产品创新的发源地，与此形成鲜明对比的是，亚洲仍是代工厂的主要聚集地，其中尤以我国台湾地区和韩国为代表。但是集成电路产业是一个技术密集型产业，技术含量的不断提升，造成集成电路更新换代极为迅速。我国目前经济持续稳定增长，技术人才数量持续上升，我国市场之庞大昭示着我国强大的发展潜力。我国仍需着力发展电子信息产业，它是推动科技创新、促进经济发展、增强综合国力的重要途径。而集成电路产业作为电子信息产业的支柱，必须优先着重发展。只有拥有发达的集成电路技术，才能让我国在这个以科技和信息取胜的世界屹立不倒。因此研究发展集成电路芯片的相关技术对我国高新技术产业的实力及发展有着建设性的意义[5-7]。1.2倒装芯片技术 芯片技术作为集成电路技术中最重要的一部分，其发展也是日新月异，从我们现在电子产品功能越来越强大而体积越来越小的发展现状就可窥得芯片技术发展的一斑。芯片朝着尺寸越来越小而功能逐步强大的方向发展，同样微电子封装技术也日益提高。倒装芯片技术（Flip Chip，FC）最早由 IBM 公司在30 年前研发使用，发展到今天，已经以其独特的优势广泛应用于高端器件和高密度微型化封装领域。在所有表面安装技术中，倒装芯片可以达到最小、最薄的封装，因此是芯片封装技术及高密度安装的最终方向[8-11]。
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