[发明专利]一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统及方法

说明书

本发明涉及红外热成像检测技术领域，提出一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统及方法，包括：控制器，用于向激励控制模块发送控制信号；激励电源模块，用于根据激励信号产生相应的激励电流，激励电源模块与待测对象的电源引脚或功能引脚电连接；图像采集模块，用于采集待测对象在电流激励的情况下产生周期性热波的热红外图像；处理模块，用于对采集的热红外图像进行分析处理得到待测对象的温度信号，以无缺陷区域的温度信号作为参考对温度信号进行锁相相关处理，生成热红外图像中各个像素点的幅值、相位和深度信息；成像模块，用于根据热红外图像中各个像素点的幅值、相位和深度信息进行三维特征成像并显示互联线缺陷的具体位置和尺寸。

技术领域

本发明涉及红外热成像检测技术领域，更具体地，涉及一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统及方法。

背景技术

随着集成电路(Integrated Circuit，IC)复杂度的不断提高，IC上的失效分析面临越来越严苛的挑战。失效分析的目的是寻找针对异常芯片(信号检测错误)进行失效点定位，这些失效点许多都与局部热耗散有关，如互联线缺陷、氧化物或结点破裂、高阻焊等。在对IC进行失效分析的若干技术中，无损检测技术是其中一个重要手段。

红外热像检测技术主要基于红外辐射原理，通过观察和记录被检对象表面的温度变化信息，并通过热波理论和信号处理方法对变化的温度进行分析，从而实现对被检测工件的表面及内部缺陷或结构进行分析。目前在对IC进行失效分析时，多采用主动式红外热像检测，也即采用人工主动的激励方式激励被检测物，使其产生变化的温度场。主动式红外热像检测的激励方式按照激励源的物理特性可以分为光学激励、热激励、振动激励、电磁激励等几大类。在采用电磁激励时，通过输入电流激励对待测IC进行幅值调制变化，配合红外成像仪进行图像采集，进一步对采集的红外图像进行图像分析实现缺陷检测。

然而基于电磁激励热成像技术测得的缺陷的检测深度与集肤深度和热扩散深度相关，如果待测对象是多层金属结构的IC，则不能很好的激励具有三维结构的IC缺陷发射热波，导致难以给出精确的缺陷空间位置。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中对多层金属结构的IC进行缺陷检测时难以给出精确的缺陷空间位置的缺陷，提供一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统，包括控制器、激励控制模块、激励电源模块、图像采集模块、处理模块和成像模块，其中：

控制器用于向激励控制模块发送控制信号；激励电源模块用于根据激励控制模块输出的激励信号产生相应的激励电流，所述激励电源模块的输出端与放置在平台上的待测对象的电源引脚或功能引脚电连接；图像采集模块设置在平台的上方，用于采集待测对象在电流激励的情况下产生周期性热波的热红外图像；处理模块用于对图像采集模块采集的热红外图像进行分析处理得到待测对象的温度信号，根据各个像素点的温度信号的变化程度划分无缺陷区域图像，对温度信号进行锁相相关处理，生成热红外图像中各个像素点的幅值、相位和深度信息；成像模块用于根据热红外图像中各个像素点的幅值、相位和深度信息进行三维特征成像并显示，根据成像模块显示的三维图像得到待测对象中互联线缺陷的具体位置和尺寸。

在使用过程中，将待测的芯片或电路模块作为待测对象放置在平台上，调整好的位置和参数后，采用控制器控制激励控制模块和激励电源模块生成激励电流，对待测的芯片或电路模块的电源引脚或功能引脚进行电流激励，以对待测对象的相关互联线进行周期性加热并使之产生热波，待测对象内的互联线缺陷在周期性加热下会产生幅度或相位被改变的异常热波。进一步通过处理模块对图像采集模块采集的热红外图像进行分析及锁相相关计算，得到热红外图像中各个像素点的幅值、相位和深度信息，用于构建三维图像，根据三维图像的显示得到待测对象中互联线缺陷的具体位置和尺寸。