[發明專利]一種基于視覺識別的芯片應變測量方法與系統

有效

• 申請號: 202111010025.6
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113465529B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王小平;曹萬;吳林;施濤
• 申請（專利權）人: 武漢飛恩微電子有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G06T7/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 范三霞

本發明涉及基于視覺識別的芯片應變測量方法及系統，其方法包括：獲取待檢測芯片在不同放大倍數和不同視角的多張圖像；利用多尺度目標識別網絡識別每張圖像中的芯片、引線、焊點和鍵合點及其形狀、大小、坐標和裂紋類型；計算每張圖像中相鄰焊點、芯片和引線之間的間距，并根據每段間距和對應的裂紋類型確定待檢測芯片發生應變的多個參考點；根據所述多個參考點，確定并計算待檢測芯片的應變大小。本發明利用芯片的多尺度圖像，從多視角和多分辨率條件下，并結合裂紋類型對芯片的應變進行計算，提高了芯片應變的識別準確率和芯片良品率，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于視覺識別與芯片封裝測量領域，具體涉及一種基于視覺識別的芯片應變測量方法與系統。

背景技術

隨著電子產品智能化、高性能、高復雜度的發展，導致相應的芯片和傳感器朝輕量化、多功能化、高集成度方向（NEMS）發展，微電子封裝技術以其高密度和高性能的特點成為當前電子封裝技術的主流趨勢。微電子封裝是指將芯片及其他元件固定連接在基板上并用外殼包裹引出引腳或端子，以構成整體結構的工藝。它對內部集成電路的保護作用概括起來主要有以下幾點：一是起機械支撐、環境保護和應力緩和作用，減少外界環境和應力對內部芯片的影響；二是起傳輸信號和分配電源的作用；三是提供散熱通道，導出封裝內部器件產生的熱量等。

芯片的常規封裝缺陷通?？梢酝ㄟ^CCD圖像檢測識別出來，但是一些由外部應力（應變）導致的芯片細微缺陷（焊點和金屬層界面間的斷裂、焊點微孔結構失效等）不易識別，這樣就導致了芯片良品率降低，甚至是生產成本的提高。

發明內容

為了提高芯片應變的識別準確率和芯片良品率，降低生產成本，在本發明的第一方面提供了一種基于視覺識別的芯片應變測量方法，包括如下步驟：獲取待檢測芯片在不同放大倍數和不同視角的多張圖像；利用多尺度目標識別網絡識別每張圖像中的芯片、引線、焊點和鍵合點及其形狀、大小、坐標和裂紋類型；計算每張圖像中相鄰焊點、芯片和引線之間的間距，并根據每段間距和對應的裂紋類型確定待檢測芯片發生應變的多個參考點；根據所述多個參考點，確定并計算待檢測芯片的應變大小。

在本發明的一些實施例中，所述多尺度目標識別網絡包括第一多尺度目標識別網絡和第二多尺度目標識別網絡，所述第一多尺度目標識別網絡，用于識別圖像中的芯片、引線、焊點和鍵合點及其形狀、大小、坐標；所述第二多尺度目標識別網絡，用于識別圖像中的芯片、引線、焊點和鍵合點中的裂紋類型。

進一步的，所述第二多尺度目標識別網絡通過如下步驟訓練：獲取不同的芯片、引線、焊點和鍵合點的多張裂紋圖像；根據每張裂紋圖像中裂紋類型對其進行標注，得到每張裂紋圖像的標簽；根據多張裂紋圖像及其對應的標簽構建裂紋圖像數據集；利用裂紋圖像數據集訓練第二多尺度目標識別網絡，直至其誤差趨于穩定并低于閾值。

在本發明的一些實施例中，所述計算每張圖像中相鄰焊點、芯片和引線之間的間距，并根據每段間距和對應的裂紋類型確定待檢測芯片發生應變的多個參考點包括如下步驟：

若識別出的裂紋為光滑裂紋，則將裂紋的橫向或縱向上的起點和終點作為參考點；若識別出的裂紋為分形裂紋，則根據應變的奇異性將主裂紋尖端以及各個分支裂紋的尖端作為參考點。

進一步的，所述根據所述多個參考點，確定并計算待檢測芯片的應變大小包括如下步驟：

若待測芯片上的裂紋光滑，則根據分辨率最小的圖像中的裂紋的橫向或縱向上的起點和終點的相對距離計算待檢測芯片的應變大小；若待測芯片上的裂紋為分形裂紋，則根據參考點和裂紋的HRR奇異性計算待檢測芯片的應變大小。

在上述的實施例中，所述獲取待檢測芯片的不同放大倍數和不同視角的多張圖像包括：對獲取到的多張圖像中具有相同分辨率但不同視角的圖像進行融合；對獲取到的多張圖像中具有相同視角但不同分辨率的圖像進行融合。