IC_晶圆划片机软件系统的开发

东北大学信息科学与工程学院／　关守平、鲍芳Ｅ－ｍａｉｌ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ１６＠１６３．ｃｏｍ

针对半导体行业的ＩＣ／晶圆划片机，基于ＰＣ机开发了软件系统，实现了对划片机的精确实时控制和数据管理。采用Ｃ＋＋　Ｂｕｉｌｄｅｒ６．０作为软件开发环境，应用ＡｃｔｉｖｅＸ组件和多线程等技术，并提出一种在缩放坐标系中精确绘制图形的算法／误差搜集算法，使开发的划片机软件系统满足了工业生产的需要。

ＩＣ／晶圆划片机软件系统的开发

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）／晶圆划片设备是集成电路半导体加工后封装工艺中的重要组成部分［１］［２］，它广泛用于厚膜电路、铌酸锂、石英等脆硬材料的开槽划片加工，也适用于划片和切割各种晶体、陶瓷、玻璃、矿石和金属等。自２０世纪７０年代初划片机问世以来，诸多国家都积极投身于这一领域的研究。我国起步时间较晚，直到１９８２年才研制成功第一台国产划片机，在此之前，我国的划片机完全依赖进口。现如今，虽然我国划片设备的硬件水平已有了很大程度的提高，但对划片机的软件控制和管理水平，与国外相比还很落后。因此，开发先进实用的划片机的控制与管理一体化的软件系统，进一步提高划片机的控制精度和管理水平，显得必要而又非常迫切。

基于ＰＣ机控制的划片系统结构

按照物理结构可以分为三部分：上位机、下位机和执行机械，各部分间关系见图１。

上位机主要由建立在Ｗｉｎｄｏｗｓ（９８、２０００、ＸＰ）操作系统上的控制软件构成，用户通过人机交互界面下达加工指令，与下位机即控制器

通过串行通信来交换数据。上位机发出的指令到达控制器后，经过控制器中的单片机进行计算后，驱动步进电机的进行精确划片或切割。

上位机控制软件的设计

总体结构设计

考虑到与硬件联系紧密、可靠性要求高、需具有可移植性等特点，采用Ｂｏｒｌａｎｄ公司的快速开发工具Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ６．０作为开发平台。软件主要由算法与图形显示模块、多线程处理模块和串口通信模块组成。

算法与图形显示模块能够根据用户的给定进行计算，并应用误差搜集算法进行图形的精确显示。它可使用户看到完整的刀具运动轨迹和切割的过程，如刀尖的即时位置、被切割下的晶片脱落情况等，

解决了以往大部分控制软件的图形显示过快、已切割掉的部分与待切割部分连接在一起、图形不能显示真实加工情况的问题。

多线程能够完成多事件的处理，该处理模块主要完成在切割运行时，软件仍能响应用户合理操作的任务，但这种操作必须是符合逻

图１：基于ＰＣ机控制的划片系统结构图

辑的。如加工进行时可以暂停、暂停后继续和紧急停止等，但像修改原料的尺寸、加工片宽和改变电机转速等操作要求则不予响应。多线程的实现采用ＶＣＬ中的ＴＴｈｒｅａｄ类来实现，调用了一些相关的ＡＰＩ，说明如下：

／／建立新线程ＦｉｒｓｔＴｈｒｅａｄ，该新线程应用于ＴＭｙＴｈｒｅａｄＵｎｉｔ单元文件中

ＴＴｈｒｅａｄ　＊ＦｉｒｓｔＴｈｒｅａｄ；

ＦｉｒｓｔＴｈｒｅａｄ＝　（ＴＴｈｒｅａｄ＊）　ｎｅｗ　ＴＭｙＴｈｒｅａｄ　（ｔｒｕｅ）；

／／开始运行新线程

ＦｉｒｓｔＴｈｒｅａｄ－＞Ｒｅｓｕｍｅ　（）；

／／把线程挂起，可以用Ｒｅｓｕｍｅ唤起

ＦｉｒｓｔＴｈｒｅａｄ－＞Ｓｕｓｐｅｎｄ　（）；

／／终止线程，不能够用Ｒｅｓｕｍｅ唤起

ＦｉｒｓｔＴｈｒｅａｄ－＞Ｔｅｒｍｉｎａｔｅ　（）；

串口通信模块主要完成与串行口的数据接收和发送。与串口的通信方式实现有很多方法，本系统采用第三方控件完成串口通信。控件选用ＭＯＸＡ　公司的Ｐｃｏｍｍ，它兼有ＡＰＩ函数和ＭＳＣｏｍｍ控件两种方法的优点。Ｐｃｏｍｍ有关通信函数及使用方法如下：

／／串口打开函数

ｖｏｉｄ　＿＿ｆａｓｔｃａｌｌ　ＴＣｏｍｍＦｏｒｍ：：　ＯｐｅｎＣｌｉｃｋ　（ＴＯｂｊｅｃｔ＊Ｓｅｎｄｅｒ）

｛

ｓｉｏ＿ｏｐｅｎ（１）；

／／打开ｃｏｍ１口

ｓｉｏ＿ｉｏｃｔｌ（１，　Ｂ２４００，Ｐ＿ＮＯＮＥ｜ＢＩＴ＿７｜ＳＴＯＰ＿１）；

／／设置波特率、奇偶校验、数据位、停止位

ｉｆ　（ｓｉｏ＿ｏｐｅｎ　（１）！　＝０）

／／判断串口打开是否成功

ＳｈｏｗＭｅｓｓａｇｅ（“串口打开失败！”）；

｝

／／数据发送函数

ｖｏｉｄ　＿＿ｆａｓｔｃａｌｌ　ＴＣｏｍｍＦｏｒｍ１：：　ＳｅｎｄＣｌｉｃｋ　（ＴＯｂｊｅｃｔ＊Ｓｅｎｄｅｒ）

｛

Ｓｔｒｉｎｇ　ＳｅｎｄＤａｔａ；

ＳｅｎｄＤａｔａ＝Ｍｅｍｏ１－＞Ｔｅｘｔ；

ｓｉｏ＿ｗｒｉｔｅ　（１，　ＳｅｎｄＤａｔａ．ｃ＿ｓｔｒ　（），　ＳｅｎｄＤａｔａ．Ｌｅｎｇｔｈ（））；

｝

／／数据接收函数

ｖｏｉｄ　＿＿ｆａｓｔｃａｌｌ　ＴＣｏｍｍＦｏｒｍ１：：ＲｅｃｅｉｖｅＣｌｉｃｋ　（ＴＯｂｊｅｃｔ＊Ｓｅｎｄｅｒ）

｛

ｉｎｔ　ｒＬｅｎ；

ｃｈａｒ　＊ｂｕｆ＝ｎｅｗ　ｃｈａｒ　［１０２４］；

Ｓｔｒｉｎｇ　Ｂｕｆ；

ｒＬｅｎ＝ｓｉｏ＿ｒｅａｄ　（１，　ｂｕｆ，　１０２４）；

ｉｆ　（ｒＬｅｎ＝＝０）　ｒｅｔｕｒｎ；

Ｂｕｆ＝ＡｎｓｉＳｔｒｉｎｇ　（ｂｕｆ，　ｒＬｅｎ）；

Ｍｅｍｏ２－＞Ｔｅｘｔ＝Ｍｅｍｏ２－＞Ｔｅｘｔ＋Ｂｕｆ；

Ｍｅｍｏ２－＞ＳｅｌＳｔａｒｔ＝Ｍｅｍｏ２－＞Ｔｅｘｔ．　Ｌｅｎｇｔｈ　（）；

Ｍｅｍｏ２－＞ＳｅｌＬｅｎｇｔｈ＝０；

｝

／／串口关闭函数

ｖｏｉｄ　＿＿ｆａｓｔｃａｌｌ　ＴＦｏｒｍ１：：　ＣｌｏｓｅＣｌｉｃｋ　（ＴＯｂｊｅｃｔ　＊Ｓｅｎｄｅｒ）

｛

ｓｉｏ＿ｃｌｏｓｅ（１）； ／／关闭ｃｏｍ１口

ｅｘｉｔ　（０）；

｝

功能模块设计

软件系统的功能模块包括加工文件定制、系统参数设定、计算与加工、数据库管理和用户管理，各模块间关系如图２所示。