本發(fā)明屬于微電子封裝缺陷，具體涉及一種大功率芯片微電子封裝缺陷檢測方法。

背景技術(shù)：

1、在開展芯片微電子封裝處理階段，首先需要確保封裝工藝能夠?qū)⑿酒耆潭ㄔ诜庋b底座上，并使用封裝樹脂或其他封裝材料進行封裝，以保障芯片不受外部環(huán)境的損害。其次，封裝還需確保芯片與電路板之間的連接穩(wěn)固且可靠，方便芯片與外部設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)傳輸。除此之外，封裝過程中的精度和一致性至關(guān)重要，這會直接影響到芯片的性能和可靠性。在開展芯片封裝缺陷檢測時，隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，ic尺寸越來越小，封裝工藝也越來越復(fù)雜，這增加了缺陷檢測的難度。并且封裝過程中可能出現(xiàn)的缺陷類型多樣，包括劃痕、污漬、氣泡等，每種缺陷都需要特定的檢測方法和策略。同時為了滿足實際應(yīng)用需求，需要在保證檢測精度的同時，提高檢測速度，以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

2、在文獻：基于改進yolov5的輕量級芯片封裝缺陷檢測方法，提出的以改進yolov5為基礎(chǔ)的輕量級芯片封裝缺陷檢測方法中，其通過在特征提取模塊后增加通道注意力機制，提高了缺陷通道的關(guān)注度，進而提升了目標(biāo)的檢測精度。同時使用快速特征金字塔結(jié)構(gòu)和mobilenetv3，有效降低了模型尺寸和計算量，部署在資源有限的工業(yè)嵌入式設(shè)備上時具有更高的適應(yīng)性。但是該方法僅針對特定的芯片封裝數(shù)據(jù)集進行了訓(xùn)練和測試，泛化能力有待進一步驗證。文獻：基于mst-gan的多尺度ic金屬封裝表面缺陷檢測，提出的以mst-gan為基礎(chǔ)的多尺度ic金屬封裝缺陷檢測方法研究，使用mst-gan可以捕獲ic金屬封裝表面的多尺度特征，對于不同大小和類型的缺陷都能有較好的檢測效果。且對于ic封裝生產(chǎn)制造過程中的各種復(fù)雜環(huán)境和條件，該方法可能具有較好的魯棒性。但是相較于輕量級模型，mst-gan具有更高的模型復(fù)雜度，對于硬件資源的要求可能更高。除此之外，在高速生產(chǎn)線上，實時性可能是一個需要進一步優(yōu)化的問題。

3、由于芯片微電子封裝缺陷通常具有較為細微的特點，導(dǎo)致對其進行檢測時的有效檢出效果難以得到保障。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提出了一種大功率芯片微電子封裝缺陷檢測方法。

2、本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采取的技術(shù)方案如下：

3、一種大功率芯片微電子封裝缺陷檢測方法，包括以下步驟：

4、s1、芯片微電子封裝表面圖像預(yù)處理：消除大功率芯片微電子封裝圖像中的噪聲，進行原始芯片微電子封裝表面圖像噪聲消除時，首先使用腐蝕操作來消除圖像中的小噪聲和孤立的像素；再使用膨脹操作來恢復(fù)由于腐蝕操作而縮小的前景區(qū)域；

5、s2、芯片微電子封裝表面圖像旋轉(zhuǎn)校正：采用hough變換對去噪聲后的芯片微電子封裝表面圖像進行旋轉(zhuǎn)校正處理，對圖像中直線或其他規(guī)則形狀的識別與校正，將hough變換應(yīng)用于檢測芯片微電子封裝表面圖像中的參考直線及特征點，以此確定芯片微電子封裝表面圖像的旋轉(zhuǎn)角度，并進行適應(yīng)性校正；

6、s3、封裝缺陷識別檢測：對于校正后的待檢測芯片微電子封裝表面圖像，利用最大類間方差法即otsu方法對其進行閾值分割處理，并根據(jù)閾值分布情況，確定封裝缺陷的具體狀態(tài)；通過分類判斷標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合待檢測芯片微電子封裝表面圖像的otsu函數(shù)輸出結(jié)果，實現(xiàn)對缺陷狀態(tài)的檢測。

7、進一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述s1包括以下步驟：基于形態(tài)學(xué)操作，并結(jié)合opencv圖像處理庫的具體函數(shù)實現(xiàn)；

8、在腐蝕操作階段，通過一個結(jié)構(gòu)元素，該結(jié)構(gòu)元素稱為核，與圖像進行逐像素的比較；當(dāng)結(jié)構(gòu)元素完全覆蓋對應(yīng)圖像區(qū)域時，設(shè)置輸出圖像對應(yīng)像素為芯片微電子封裝表面圖像的前景，否則，即為芯片微電子封裝表面圖像的背景；具體的處理方式表示為：

9、

10、其中，e表示輸入芯片微電子封裝表面圖像，即待處理的原始圖像，b表示結(jié)構(gòu)元素，利用該元素定義腐蝕操作的范圍和形狀，為3x3的矩形核，表示腐蝕操作，x表示采用像素外推法對圖像對應(yīng)像素芯片微電子封裝表面圖像前景進行選擇時的標(biāo)志；利用腐蝕操作，使芯片微電子封裝表面圖像的前景區(qū)域縮小，消除原始芯片微電子封裝表面圖像中存在的小的噪聲和孤立的像素；

11、在膨脹操作階段，其執(zhí)行方式與腐蝕操作相反，即通過將結(jié)構(gòu)元素與圖像進行逐像素的比較，保留結(jié)構(gòu)元素與圖像有任何一個相交的像素，即設(shè)置輸出圖像像素為芯片微電子封裝表面圖像的前景，否則，為芯片微電子封裝表面圖像的背景；

12、

13、其中，表示膨脹操作，y表示對圖像對應(yīng)像素芯片微電子封裝表面圖像背景進行選擇時的標(biāo)志；利用膨脹操作，使前景區(qū)域擴張，從而填充空洞和連接斷裂的區(qū)域。

14、進一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述s2包括以下步驟：利用hough變換通過將芯片微電子封裝表面圖像空間中的點，映射到參數(shù)空間中；對于直線檢測，采用極坐標(biāo)形式對圖像中的點在參數(shù)空間的映射結(jié)果加以表示，具體為：

15、ρ＝xcosα+ysinα(3)

16、其中，ρ表示參數(shù)空間中，芯片微電子封裝表面圖像空間中的點到目標(biāo)檢測直線的距離參數(shù)，α表示目標(biāo)檢測直線與水平方向的夾角；

17、使用hough變換檢測圖像中的直線或其他規(guī)則形狀時，將這些形狀作為對整體芯片微電子封裝表面圖像進行旋轉(zhuǎn)校正的參考，以此為基礎(chǔ)識別特征點的方式表示為：

18、i＝(lmax-x)2+y2(4)

19、其中，i表示芯片微電子封裝表面圖像的特征點提取結(jié)果，l表示目標(biāo)檢測直線；

20、此時，結(jié)合式(4)計算芯片微電子封裝表面圖像的旋轉(zhuǎn)角度，具體表示為

21、

22、其中，θ表示芯片微電子封裝表面圖像的旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)式(5)計算出的旋轉(zhuǎn)角度，對芯片微電子封裝表面圖像進行旋轉(zhuǎn)校正，使得特征點與水平線對齊；實現(xiàn)對芯片微電子封裝表面圖像的旋轉(zhuǎn)校正處理。

23、進一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述s3包括以下步驟：考慮到otsu方法是在灰度圖像上進行的操作，因此將待檢測的芯片微電子封裝表面圖像灰度圖像的形式，具體的處理方式表示為：

24、

25、其中，r(i,j)，g(i,j)和b(i,j)共同組成(x,y)坐標(biāo)對應(yīng)待檢測芯片微電子封裝表面圖像像素點的灰度信息；

26、應(yīng)用otsu函數(shù)對灰度圖像進行閾值分割，利用全局閾值，使得前景即缺陷和背景之間的類間方差最大化，具體的實現(xiàn)方式表示：

27、

28、其中，g(i,j)表示otsu函數(shù)輸出的(x,y)坐標(biāo)對應(yīng)待檢測芯片微電子封裝表面圖像像素點的灰度參數(shù)；其中，當(dāng)r(i,j)，g(i,j)和b(i,j)大于或等于全局閾值時，g(i,j)的取值結(jié)果為1；當(dāng)r(i,j)，g(i,j)和b(i,j)小于全局閾值時，g(i,j)的取值結(jié)果為0；實現(xiàn)利用otsu方法將圖像分割為前景即缺陷和背景兩部分；

29、根據(jù)閾值分布，確定封裝缺陷狀態(tài)時，通過觀察閾值分割后的二值圖像；其中，前景即缺陷部分將顯示為白色或高亮，背景部分將顯示為黑色或低亮；

30、當(dāng)分類判斷標(biāo)準(zhǔn)為：表現(xiàn)為細長的白色或高亮區(qū)域，沿著某個方向延伸；則缺陷類型為擦痕；

31、當(dāng)分類判斷標(biāo)準(zhǔn)為：與擦痕類似，但可能更長、更深或更不規(guī)則；則缺陷類型為劃痕；

32、當(dāng)分類判斷標(biāo)準(zhǔn)為：表現(xiàn)為黑色背景中的白色或高亮孤立區(qū)域，通常具有較小的面積；則缺陷類型為孔洞；

33、當(dāng)分類判斷標(biāo)準(zhǔn)為：較大的白色或高亮區(qū)域，表現(xiàn)為部分區(qū)域的缺失或損壞；則缺陷類型為缺損；

34、當(dāng)分類判斷標(biāo)準(zhǔn)為：與周圍環(huán)境明顯不同的白色或高亮區(qū)域，具有特定的形狀、大小或顏色；則缺陷類型為異物。

35、本發(fā)明所述的一種大功率芯片微電子封裝缺陷檢測方法，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

36、(1)本發(fā)明的大功率芯片微電子封裝缺陷檢測方法，切實實現(xiàn)了對不同類型封裝缺陷的有效檢出，在芯片生產(chǎn)品控環(huán)節(jié)具有良好的實際應(yīng)用價值。