本发明专利技术公开了一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置及方法，涉及芯片外观光学检测中的缺陷检测技术领域。为了解决现有芯片外观光学检测中的照明波长单一或波段过宽，照明角度有限导致的芯片外观图像质量较差、检测精度低的问题；一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，包括显微成像系统、多层多色环形光源、白光光源、光源控制模块、图像处理分析模块、图像采集模块、精密调整台和分光片；通过光源控制模块驱动多层多色环形光源和白光光源，实现不同光强、不同波长、不同角度的编码光照射，图像采集模块对经过显微成像系统放大后的样品图像进行数据采集，图像处理分析模块对图像进行识别和分析，提高了芯片外观检测的精度。精度。精度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置及方法
[0001]本专利技术涉及芯片外观光学检测中的缺陷检测
，特别涉及一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置及方法。
技术介绍
[0002]随着芯片制造技术的不断发展，芯片尺度越来越小，对芯片的检测变得越来越重要。芯片外观检测作为一种光学视觉检测技术，具有非接触快速等优点，被广泛应用于半导体芯片、集成电路、电子元件等领域。在芯片外观检测中，光源是影响检测结果的一个重要因素。光源的选择和使用方式直接影响到芯片外观图像的质量和检测结果的准确性，以及操作人员和芯片的安全。虽然现有的芯片检测光源解决方案在照明均匀度和强度等方面有很大的发展，但存在着照明波长单一或波段过宽，照明角度有限等问题，这导致了芯片外观图像质量较差、检测精度低。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置及方法，通过光源控制模块驱动多同组同轴的多层多色环形光源实现对每一组环形光源的光强进行调制，实现对芯片表面的光照条件中光源的光照强度、光照角度和光照波长等参数的精确控制，以提高对芯片外观的检测精度，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，包括显微成像系统、多层多色环形光源、白光光源、光源控制模块、图像处理分析模块、图像采集模块、精密调整台和分光片，所述图像采集模块安装在显微成像系统上，显微成像系统下端设置有多层多色环形光源，多层多色环形光源与显微成像系统同轴放置，显微成像系统内壁一侧安装有白光光源，分光片安装在显微成像系统内，并与白光光源在同一高度，图像处理分析模块与图像采集模块电连接，光源控制模块分别与多层多色环形光源和白光光源电连接。
[0006]进一步的，多层多色环形光源由不少于一组的同轴的LED环形光源组成，每一组同轴环形光源中LED均以相同间隔依次环绕圆心排列，每一组LED环形光源均与待检测芯片成不同的照射角度，每一组环形光源对应的LED的波长不同。
[0007]进一步的，待测芯片放置在精密调整台上表面，精密调整台与显微成像系统间距可调节设置，显微成像系统对芯片进行成像，精密调整台上表面设置为待测芯片区域，多层多色环形光源发出的光线照射在精密调整台上表面的待测芯片区域，白光光源发出的光线照射在分光片一侧，分光片将发出的光线折射至待测芯片区域。
[0008]进一步的，图像采集模块采集不同编码光照射下所述待测芯片的外观图像，图像处理分析模块获取图像采集模块采集到的外观图像，对获取到的所述外观图像进行识别和分析，并输出检测报告。
[0009]进一步的，多层多色环形光源和光源控制模块中设有LED驱动模块，所述LED驱动
模块由FPGA电路组成并集成在设有LED光源模块的印制线路板PCB上，所述LED光源模块和所述LED驱动模块电连接，LED驱动模块基于UART串口协议实时接收外部配置参数，并输出对应频率和占空比的脉冲宽度调制PWM波，驱动对应波长通道的光源，LED驱动模块对LED光源模块中不同波长的光源进行实时调控。
[0010]本专利技术提供另一种技术方案，一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测方法，包括以下步骤：
[0011]步骤一：将待测芯片放置到精密调整台上，调整精密调整台的位置及高度，对待测芯片的位置进行精准三维调节；
[0012]步骤二：将待测芯片调至使显微成像系统能对芯片清晰成像，保证芯片处在显微成像系统焦平面处，显微成像系统对待测芯片进行光学显微放大；
[0013]步骤三：利用所述光源控制模块驱动多层多色环形光源和白光光源进行光照，实现对待测芯片不同光强、不同波长、不同角度的编码光照射；
[0014]步骤四：利用图像采集模块采集不同编码光照射下芯片的外观图像；
[0015]步骤五：图像处理分析模块获取不少于一张的外观图像，并对图像采集模块采集到的外观图像灰度化；
[0016]步骤六：将多幅芯片表面图像输入到图像处理分析模块的预设模型中进行计算，基于预设算法进行图像处理，提取样品特征信息；
[0017]步骤七：根据图像处理分析模块的处理分析结果输出对应的检测结果，并基于检测结果做出对应警报提示，实现对芯片外观的检测和分析。
[0018]进一步的，针对步骤四中，所述图像采集模块采集不同编码光照射下芯片的外观图像，具体为：
[0019]对经过显微成像系统放大后的样品图像进行数据采集，获得检测芯片的外观图像样本；
[0020]针对所述检测芯片的外观图像样本进行待检测芯片的特征信息提取，获得所述检测芯片的外观特征信息；
[0021]基于所述检测芯片的外观特征信息将所述图像采集模块获取的不同编码光照射下芯片的外观图像进行标准化处理，得到标准化图像；
[0022]获取标准化图像中每个像素点的特征值，在所述检测芯片的外观图像中构建矩阵；
[0023]将同一检测芯片下的所述检测芯片的外观图像打包生成数据集，并基于信号传输至图像处理分析模块。
[0024]进一步的，针对步骤六中，所述图像处理分析模块进行图像处理，提取样品特征信息，其具体过程包括：
[0025]构建图像分析模型，将获取到的多个灰度化的所述检测芯片的外观图像输入至所述图像分析模型中进行计算；
[0026]提取其中一个所述检测芯片的外观图像作为比对样本，对比样本中的所述检测芯片的外观图像中的矩阵为第一矩阵，其他所述检测芯片的外观图像中的矩阵为第二矩阵；
[0027]分别计算所述第一矩阵与多个第二矩阵的相似度；
[0028]在确定最大的相似度大于预设阈值时，将最大的相似度对应的第二矩阵的所述检
测芯片的外观图像，作为识别结果，确定为所述检测芯片的芯片样品特征。
[0029]进一步的，针对步骤七中，根据图像处理分析模块的处理分析结果输出对应的检测结果，包括：
[0030]获取所述检测芯片的芯片样品特征和预设芯片样品特征进行比对，确定所述检测芯片的芯片样品特征是否异常；
[0031]若比对结果确认为异常芯片样品特征，则将所述芯片样品特征与预设异常芯片样品对照数据模型进行匹配，确定匹配参数；
[0032]基于匹配参数确定所述芯片样品特征的异常类别，根据所述芯片样品特征的异常类别确定对应的异常警报提示，并进行异常警报。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0034]1.通过显微成像系统对芯片样品进行光学显微放大，图像采集模块对经过显微成像系统放大后的样品图像进行数据采集，收集待检测芯片的特征信息，为算法模型提供分析数据，光源控制模块驱动多层多色环形光源和白光光源，实现不同光强、不同波长、不同角度的编码光照射，解决了现有芯片外观光学检测中的照明波长单一或波段过宽，照明角度有限的问题，提高了芯片外观检测的精度，结构简单，易集成。
[0035]2.通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，包括显微成像系统(1)、多层多色环形光源(2)、白光光源(3)、光源控制模块(4)、图像处理分析模块(5)、图像采集模块(6)、精密调整台(7)和分光片(8)，其特征在于：所述图像采集模块(6)安装在显微成像系统(1)上，显微成像系统(1)下端设置有多层多色环形光源(2)，多层多色环形光源(2)与显微成像系统(1)同轴放置，显微成像系统(1)内壁一侧安装有白光光源(3)，分光片(8)安装在显微成像系统(1)内，并与白光光源(3)在同一高度，图像处理分析模块(5)与图像采集模块(6)电连接，光源控制模块(4)分别与多层多色环形光源(2)和白光光源(3)电连接。2.如权利要求1所述的一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，其特征在于：多层多色环形光源(2)由不少于一组的同轴的LED环形光源组成，每一组同轴环形光源中LED均以相同间隔依次环绕圆心排列，每一组LED环形光源均与待检测芯片成不同的照射角度，每一组环形光源对应的LED的波长不同。3.如权利要求1所述的一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，其特征在于：待测芯片放置在精密调整台(7)上表面，精密调整台(7)与显微成像系统(1)间距可调节设置，显微成像系统(1)对芯片进行成像，精密调整台(7)上表面设置为待测芯片区域，多层多色环形光源(2)发出的光线照射在精密调整台(7)上表面的待测芯片区域，白光光源(3)发出的光线照射在分光片(8)一侧，分光片(8)将发出的光线折射至待测芯片区域。4.如权利要求1所述的一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，其特征在于：图像采集模块(6)采集不同编码光照射下所述待测芯片的外观图像，图像处理分析模块(5)获取图像采集模块(6)采集到的外观图像，对获取到的所述外观图像进行识别和分析，并输出检测报告。5.如权利要求1所述的一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置，其特征在于：多层多色环形光源(2)和光源控制模块(4)中设有LED驱动模块，所述LED驱动模块由FPGA电路组成并集成在设有LED光源模块的印制线路板PCB上，所述LED光源模块和所述LED驱动模块电连接，LED驱动模块基于UART串口协议实时接收外部配置参数，并输出对应频率和占空比的脉冲宽度调制PWM波，驱动对应波长通道的光源，LED驱动模块对LED光源模块中不同波长的光源进行实时调控。6.一种基于多层多色环形光源的芯片外观检测方法，基于如权利要求1
‑
5任一项所述的基于多层多色环形光源的芯片外观检测装置实现，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将待测芯片放置到精密调整台(7)上，调整精密调整台(7)的位置及高度，对待测芯片的位置进行精准三维调节；步骤二：将待测芯片调至使显微成像系统(1)能对芯片清晰...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志平，
申请(专利权)人：奈米科学仪器设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。