Peningkatan penggunaan produk elektronik pada kebelakangan ini telah mengakibatkan peningkatan pengeluaran litar bersepadu (IC) untuk memenuhi keperluan pengguna. Oleh itu, ia adalah amat penting bahawa setiap IC diperiksa untuk kecacatan yang mampu menjejaskan tahap kualitinya. Ini memastikan bahawa tiada IC yang cacat digunakan dalam pembuatan produk elektronik yang boleh menjejaskan prestasi dan jangka hayat produk. Antara kecacatan yang terbabit ialah retakan mikro pada pakej IC. Pemprosesan imej digunakan untuk mengesan kewujudan retakan mikro pada pakej IC dan kaedah yang digunakan untuk mencapai matlamat ini ialah menerusi lingkaran dengan pelbagai inti dengan tatarajah yang berlainan. Kaedah ini memakan masa yang banyak kerana banyak tatarajah yang perlu ditala dan ia juga mudah terjejas dengan gangguan bunyi dari imej yang mengurangkan ketepatan pengesanan retakan mikro. Algoritma yang lebih baik diperlukan untuk meningkatkan prestasi pengesanan dari segi masa dan ketepatan. Tiga algoritma telah diuji dan dinilai dari segi pengesanan retakan mikro dan pengurangan gangguan bunyi dalam imej iaitu pengambangan berdasarkan kemungkinan, penyamaan histogram, dan resapan tak isotropi Perona-Malik yang diubah suai. Untuk algoritma yang pertama, kaedah pengambangan berdasarkan kemungkinan dibahagikan kepada dua bahagian iaitu (i) bahagian peruasan retakan dalam imej di mana bahagian retakan dalam imej akan dianalisa untuk mendapatkan nilai yang sesuai untuk pengambangan, dan (ii) bahagian pengurangan hingar dalam imej di mana imej tersebut akan dikenakan morfologi penutupan. Bagi algoritma yang kedua, kaedah penyamaan histogram, ia dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu (i) peningkatan kontras imej menerusi penyamaan histogram, (ii) bahagian peruasan retakan dalam imej mengambil nilai piksel imej yang telah dikenakan penyamaan histogram dan ditolakkan dengan nilai piksel imej sebelum proses penyamaan histogram bagi setiap saluran dan gabungkan imej dari setiap saluran yang terhasil untuk menjadi satu imej baru, dan (iii) bahagian pengurangan hingar dalam imej menggunakan morfologi pembukaan. Dalam algoritma yang ketiga, kaedah resapan tak isotropi Perona-Malik yang diubah suai dibahagikan kepada tiga bahagian, iaitu (i) bahagian penonjolan retakan dalam imej yang akan memisahkan imej kepada saluran merah, biru, dan hijau dan meningkatkan ciri-ciri retakan menggunakan resapan tak isotropi Perona-Malik yang diubah suai, (ii) peruasan imej retakan yang mengambil nilai piksel imej yang telah diresap dan ditolakkan dengan nilai piksel imej yang belum diresap bagi setiap saluran dan gabungkan imej dari setiap saluran yang terhasil untuk menjadi satu imej baru, dan (iii) bahagian pengurangan hingar dalam imej di mana imej tersebut akan dikenakan morfologi pembukaan dan seterusnya penapisan median. Imej yang diproses menerusi kaedah resapan tak isotropi Perona-Malik yang diubah suai tersebut mempunyai hingar yang lebih kurang daripada kaedah pengambangan berdasarkan kemungkinan dan kaedah penyamaan histogram. Kaedah tersebut juga telah mengesan retakan yang wujud dalam tiga sampel daripada lima sampel yang diuji. Kaedah resapan tak isotropi Perona-Malik yang diubah suai telah dibuktikan mempunyai prestasi yang lebih baik secara relatifnya jika dibandingkan dengan dua lagi kaedah yang diuji.
_______________________________________________________________________________________________________
The rise in consumption of electronic products in the recent years have subsequently led to an increase in manufacturing of integrated circuits (ICs) to meet consumers’ demands. Thus, it is vital that each IC is inspected for defects that compromises its quality and usability. This ensures that no defective ICs are used in conjunction with the manufacturing of electronic products which may severely impact the end product’s performance and lifespan. One of the common defects is microcrack on the IC’s package. Image processing is used to detect the presence of microcracks on the IC and the method currently employed to achieve this is by convolution with multiple kernels with different configurations. However, this method is time consuming due to the multiple configurations needed to be tuned and is also susceptible to image noise which lowers the accuracy of the detected microcracks. Therefore, a better algorithm is desired to improve the detection performance in terms of time and accuracy. Three algorithms are tested and evaluated in terms of microcrack detection and noise reduction which are probability based thresholding, histogram equalization, and modified Perona-Malik’s anisotropic diffusion methods. The first algorithm, probability based thresholding method consists of two stages, (i) image crack segmentation where the crack regions are analysed to obtain a suitable thresholding value, and (ii) image denoising where morphological closing is performed on the image. For the second algorithm, histogram equalization method has three stages, (i) image contrast enhancement through histogram equalization, (ii) image crack segmentation which subtracts the histogram equalized image with the image before histogram equalization process before merging the images using bitwise operation, and (iii) image denoising using morphological opening. The third algorithm, modified Perona-Malik’s anisotropic diffusion method consists of three stages, (i) image crack enhancement which separates the image into its red, green, and blue channels and enhances the crack features using modified Perona-Malik’s anisotropic diffusion, (ii) image crack segmentation which subtracts the diffused image with the pre-diffused image before summing the grey values of the images together, and (iii) image denoising using morphological opening and median filter. Images processed using modified Perona-Malik’s anisotropic diffusion method produces images with less noise compared to probability based thresholding method and histogram equalization method. The method has detected cracks present in three samples out of the five samples tested. The modified Perona-Malik’s anisotropic diffusion method is thus proven to produce relatively better performance compared to the other tested methods.
Microcrack detection and noise reduction in integrated circuit packages / Koh Ye Sheng