一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法和系统

技术特征：
1.一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1、构建关于芯片孔群的扫描线总长度模型，并计算对所述芯片孔群进行扫描得到的扫描线；s2、根据所述扫描线以及预设的路径优化策略构建扫描路径优化模型；s3、结合多层二叉树与贪心算法求解所述扫描路径优化模型，得到关于所述芯片孔群的最优打孔路径结果。2.如权利要求1所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述扫描线总长度模型满足如下关系式：obj.s.t.s.t.其中，y
i
、x
j
为二进制变量，分别表示所述芯片孔群的第i列或第j行是否被扫描，p
i
表示所述芯片孔群中第i列相距最远的两个孔之间的距离，q
j
表示所述芯片孔群中第j行相距最远的两个孔之间的距离，m
i
表示所述芯片孔群中第i列的孔的数量，a
ij
为二进制变量，表示所述芯片孔群中第i列第j行是否有孔存在，n、m分别表示所述芯片孔群的最大行数和最大列数。3.如权利要求2所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述预设路径优化策略包括：根据预设扫描线拆分方法对所述扫描线进行拆分；根据预设相邻扫描线连接方法对两条任意方向的所述扫描线进行连接；根据曼哈顿距离计算相互连接的所述扫描线的综合评价值。4.如权利要求3所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述预设扫描线拆分方法具体为：对每一条所述扫描线，根据预设拆分参数判断其中相邻两孔的间距是否过大，如果过大则对所述扫描线进行打断，形成以被断开的相邻两孔为端点的两条新的所述扫描线，所述预设拆分参数满足如下关系式：c＝bl，0≤b≤1其中，c表示所述预设打断参数，l表示待拆分的所述扫描线的长度，b表示预设拆分系数，所述预设拆分系数用于控制计算的所述扫描线的规模。5.如权利要求4所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述预设相邻扫描线连接方法包括第一连接方式和第二连接方式，所述第一连接方式为先生成竖直方向再生成水平方向的连接线，所述第二连接方式为先生成水平方向再生成竖直方向的连接线，所述预设相邻扫描线根据以下步骤选择所述第一连接方式或所述第二连接方式：
s201、根据两种不同连接方式生成连接线，两种连接方式中均包括两条原本的所述扫描线和两条相互垂直的连接线；s202、根据预设评价规则计算通过所述连接线相互连接的所述扫描线之间的转角次数；s203、判断不同连接方式中转角次数的累计值较小的一方，并按照对应的连接方式对所述扫描线进行连接。6.如权利要求5所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述预设评价规则具体为：定义相互连接的两条所述扫描线为第一扫描线和第二扫描线，若所述第二扫描线的起点在所述第一扫描线的终点的左侧：若所述第二扫描线与所述第一扫描线平行，则转角次数为2次；若所述第二扫描线与所述第一扫描线垂直，且所述第二扫描线的扫描方向为远离所述第一扫描线，则转角次数为1次；若所述第二扫描线与所述第一扫描线垂直，且所述第二扫描线的扫描方向为靠近所述第一扫描线，则转角次数为2次；若所述第二扫描线的起点在所述第一扫描线终点的右侧：若所述第二扫描线与所述第一扫描线垂直，则转角次数为3次；若所述第二扫描线与所述第一扫描线平行，且所述第二扫描线与所述第一扫描线扫描方向相反，则转角次数为2次；若所述第二扫描线与所述第一扫描线平行，且所述第二扫描线与所述第一扫描线扫描方向相同，则转角次数为3次。7.如权利要求5所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，定义第i条所述扫描线与第j条所述扫描线相互连接的所述综合评价值为aij，所述综合评价值满足如下关系式：a
ij
＝αm
‘
ij
βt
ij
其中，m
ij
表示所述芯片群孔中第i条扫描线终点到第j条扫描线起点的曼哈顿距离，t
ij
表示所述芯片群孔中第i条扫描线终点到第j条扫描线起点的转折次数，α表示扫描线之间的曼哈顿距离系数，β表示扫描线之间的转角次数系数。8.如权利要求7所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，所述扫描路径优化模型满足如下关系式：obj.s.t.s.t.o
i-o
j
x
ij
(size-1)≤size-2其中，x
ij
为二进制变量，表示所述芯片群孔中第i条扫描线终点到第j条扫描线起点是
否存在连接，o
i
、o
j
表示所述芯片群孔中第i条、第j条扫描线的连接次序，s表示所有扫描线编号的集合，size表示s中元素的个数。9.如权利要求8所述的一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法，其特征在于，步骤s3中，结合多层二叉树与贪心算法求解所述扫描路径优化模型，得到关于所述芯片孔群的最优打孔路径结果的步骤，包括以下子步骤：s31、建立一个包含所有所述扫描线的扫描线列表，建立关于所述扫描线的起点、终点与所述扫描线的对应关系，将所述起点与所述终点置于一点列表中，并初始化最大二叉树深度为n；s32、将所述扫描线列表第一列的所述扫描线添加至一局部最优扫描线列表中，将所述局部最优扫描线列表最后一列的所述扫描线移除，并设置为当前扫描线，同时设置当前二叉树深度为0；s33、调用最优二叉树贪心搜索函数，将所述当前二叉树深度自增1，并利用所述当前扫描线的所述终点在所述点列表中寻找使得所述综合评价值最优和次优的最优点和次优点；s34、根据所述最优点的对应关系获得当前终点，并再使用最优二叉树贪心搜索函数重复步骤s33，其中，若所述当前二叉树深度到达所述最大二叉树深度，计算所述局部最优扫描线列表中所有所述扫描线的所述综合评价值之和，并记录所述综合评价值之和与当前的所述局部最优扫描线列表，在所述局部最优扫描线列表中往次优点方向搜索，直至将n层范围内所有连接方式搜索完毕，返回最终的所述局部最优扫描列表；s35、将所述局部最优扫描线列表中的所有所述扫描线在所述扫描线列表中全部移除，判断此时的所述扫描线列表是否为空，若为空则返回s32，重复执行以上步骤；若非空，则将所述扫描线列表输出，得到对于所述扫描线列表的所述最优打孔路径结果。10.一种芯片群孔的激光打孔路径优化系统，其特征在于，包括：群孔扫描模块，用于构建关于芯片孔群的扫描线总长度模型，并计算对所述芯片孔群进行扫描得到的扫描线；扫描路径处理模块，用于根据所述扫描线以及预设的路径优化策略构建扫描路径优化模型；路径优化模块，用于结合多层二叉树与贪心算法求解所述扫描路径优化模型，得到关于所述芯片孔群的最优打孔路径结果。

技术总结
本发明属于半导体加工制造领域，尤其涉及一种芯片群孔的激光打孔路径优化方法和系统，所述方法包括以下步骤：构建关于芯片孔群的扫描线总长度模型，并计算对所述芯片孔群进行扫描得到的扫描线；根据所述扫描线以及预设的路径优化策略构建扫描路径优化模型；结合多层二叉树与贪心算法求解所述扫描路径优化模型，得到关于所述芯片孔群的最优打孔路径结果。本发明通过建立扫描线总长度最小化孔群全覆盖模型，并先后使用扫描线拆分策略处理扫描线、使用贪心搜索算法、局部最优二叉树两层贪心搜索算法、局部最优二叉树三层贪心搜索算法优化被拆分扫描线的连接方式，使得群孔路径优化问题规模缩小，缩短了计算时间，进而优化了芯片打孔的工艺效率。孔的工艺效率。孔的工艺效率。


技术研发人员：张浩 许楚源 刘强 朱红宇 蒋文涛
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/9/13