一种封装芯片的焊球形变检测方法技术

本发明专利技术涉及封装芯片检测技术领域，解决了人工对于焊球形变这种细微变量检测效率低、受主观因素影响且易引发二次缺陷现象的技术问题，尤其涉及一种封装芯片的焊球形变检测方法，该方法包括以下步骤：S1、通过光学相机获取待检测封装芯片中包含焊球阵列图像的原始图像；S2、对原始图像预处理得到无噪声、清晰的目标图像；S3、确定二值化处理的二值图像阈值T。本发明专利技术不仅提高了对于焊球形变缺陷的检测效率以及准确率，同时避免因检测过程而造成的额外伤害，对于保证芯片质量、延长芯片使用寿命、提高芯片生产效率、降低成本具有重要的现实意义与应用价值。义与应用价值。义与应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种封装芯片的焊球形变检测方法


[0001]本专利技术涉及封装芯片检测
，尤其涉及一种封装芯片的焊球形变检测方法。

技术介绍

[0002]在封装芯片领域中，BGA植球机采用了真空植球技术，其过程为：先将BGA焊球放置在与BGA基板相对应的模板上，然后用真空吸头一次性拾取焊球阵列，并放置在BGA基板上的正确位置。该技术的优点是直接简单且成本低，但由于一次操作的焊球数量多，容易造成焊球缺失和粘连。这就导致植球完毕后的基板上可能会出现焊球变形、冗余、桥接等缺陷，如图1所示。而在焊球的焊接过程中，焊球的形状在出现形变时，在表面张力的作用下，容易出现焊球脱落的现象，致使封装芯片出现部分无法导通的情况，不仅缩短了封装芯片的使用寿命，同时无法满足设计标准以及使用需求。
[0003]随着芯片集成密度的不断增加，封装精度要求也越来越高，自动化程度和成品率要求也在提高，传统的人工检测方法存在速度慢、精度差、且无法满足大批量生产要求的缺点。并且在针对形变这种细微变量的检测过程中，对于检测过程的判断会因疲劳、个人之间的差异等产生误差和错误，因此形变检测的最终结果受主观因素影响较大，并且在人员检测过程中还容易划伤封装芯片的表面，从而引发二次缺陷。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种封装芯片的焊球形变检测方法，解决了人工对于焊球形变这种细微变量检测效率低、受主观因素影响且易引发二次缺陷现象的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种封装芯片的焊球形变检测方法，该方法包括以下步骤：
[0006]S1、通过光学相机获取待检测封装芯片中包含焊球阵列图像的原始图像；
[0007]S2、对原始图像预处理得到无噪声、清晰的目标图像；
[0008]S3、确定二值化处理的二值图像阈值T；
[0009]S4、根据二值图像阈值T对目标图像二值化处理生成背景与焊球阵列图像分割而开的二值图像；
[0010]S5、在二值图像中选取任一个焊球A
i
构建矩形区域S，且焊球A
i
的外轮廓内切于矩形区域S内；
[0011]S6、计算矩形区域S的长宽比值λ；
[0012]S7、根据长宽比值λ判断焊球A
i
是否形变；
[0013]若是，则进入步骤S8；
[0014]若否，则结束；
[0015]S8、确定存在形变的焊球A
i
在封装芯片上的位置。
[0016]进一步地，在步骤S2中，具体为，包括对原始图像进行均值滤波的图像平滑处理，以及图像锐化处理而消除原始图像中的模糊轮廓线。
[0017]进一步地，在步骤S2中，对原始图像进行均值滤波处理的图像平滑处理，具体包括以下步骤：
[0018]S21、以原始图像的当前像素点为中心建立大小为M
×
M的窗口；
[0019]S22、设f(x,y)为当前像素点(x,y)的初始灰度值，图像平滑处理后的灰度值为g(x,y)，则g(x,y)的每个像素的灰度值由包含当前像素点(x,y)邻域S内的若干个像素的灰度值的平均值所决定，即：
[0020][0021][0022]上式中，M的取值为5，S表示当前像素点的邻域。
[0023]进一步地，在步骤S3中，确定二值化处理的二值图像阈值T，具体过程包括以下步骤：
[0024]S31、令原始图像中的最大灰度值为Z
max
，最小灰度值为Z
min
，二值图像阈值T的初始值为T
O
，则：
[0025][0026]S32、根据初始值T
O
将原始图像分割为目标和背景，目标指原始图像中的焊球，并计算目标和背景的平均灰度值Z
M
、Z
B
；
[0027]S33、根据平均灰度值Z
M
、Z
B
计算二值图像阈值T；
[0028]若T
O+1
＝T，则结束；
[0029]若T
O+1
≠T，则令O
←
O+1，并返回步骤S32循环迭代。
[0030]进一步地，在步骤S32中，目标的平均灰度值Z
M
的计算公式为：
[0031][0032]背景的平均灰度值Z
B
的计算公式为：
[0033][0034]上式中，Z(i,j)表示原始图像中任意像素点(i,j)的灰度值，N(i,j)表示像素点(i,j)的权重系数，取值为1。
[0035]进一步地，在步骤S4中，具体为，目标图像中的像素的灰度小于T，则将像素的灰度值设置为0，即黑色，否则该像素值设置为255，即白色。
[0036]进一步地，目标图像中任一像素点设为f(x)，则像素点f(x)二值化转换的表达式
为：
[0037][0038]上式中，f(x)表示目标图像中任一个像素点，x表示像素点f(x)的灰度，T表示二值图像阈值。
[0039]进一步地，在步骤S5中，在二值图像中构建矩形区域S，且焊球A
i
的外轮廓内切于矩形区域S内，具体过程包括以下步骤：
[0040]S51、采用三点求圆法计算二值图像中焊球A
i
的圆心坐标(x
o
,y
o
)；
[0041]S52、以圆心坐标(x
o
,y
o
)为原点O建立二维坐标系，并根据二维坐标系确定与焊球A
i
的四个交点p1、p2、p3和p4；
[0042]S53、分别以四个交点p1、p2、p3和p4为中点绘制四个引导线，四个引导线端点相交后所构成的区域即为矩形区域S。
[0043]进一步地，在步骤S6中，计算矩形区域S的长宽比值λ，具体过程包括以下步骤：
[0044]S61、设矩形区域S四个角点像素的纵横坐标分别为y
min
、y
max
、x
min
和x
max
；
[0045]S62、根据四个角点像素的纵横坐标y
min
、y
max
、x
min
和x
max
计算矩形区域S的长宽比值λ。
[0046]进一步地，在步骤S7中，根据长宽比值λ判断焊球A
i
是否形变，具体为：
[0047]若1
‑
λ＝0，则焊球A
i
不存在形变；
[0048]若1
‑
λ＜0或＞0，则焊球A
i
发生形变。
[0049]借由上述技术方案，本专利技术提供了一种封装芯片的焊球形变检测方法，至少具备以下有益效果：
[0050]1、本专利技术能够在满足封装芯片批量生产的前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装芯片的焊球形变检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、通过光学相机获取待检测封装芯片中包含焊球阵列图像的原始图像；S2、对原始图像预处理得到无噪声、清晰的目标图像；S3、确定二值化处理的二值图像阈值T；S4、根据二值图像阈值T对目标图像二值化处理生成背景与焊球阵列图像分割而开的二值图像；S5、在二值图像中选取任一个焊球A
i
构建矩形区域S，且焊球A
i
的外轮廓内切于矩形区域S内；S6、计算矩形区域S的长宽比值λ；S7、根据长宽比值λ判断焊球A
i
是否形变；若是，则进入步骤S8；若否，则结束；S8、确定存在形变的焊球A
i
在封装芯片上的位置。2.根据权利要求1所述的焊球形变检测方法，其特征在于，在步骤S2中，具体为，包括对原始图像进行均值滤波的图像平滑处理，以及图像锐化处理而消除原始图像中的模糊轮廓线。3.根据权利要求1所述的焊球形变检测方法，其特征在于，在步骤S2中，对原始图像进行均值滤波处理的图像平滑处理，具体包括以下步骤：S21、以原始图像的当前像素点为中心建立大小为M
×
M的窗口；S22、设f(x,y)为当前像素点(x,y)的初始灰度值，图像平滑处理后的灰度值为g(x,y)，则g(x,y)的每个像素的灰度值由包含当前像素点(x,y)邻域S内的若干个像素的灰度值的平均值所决定，即：平均值所决定，即：上式中，M的取值为5，S表示当前像素点的邻域。4.根据权利要求1所述的焊球形变检测方法，其特征在于，在步骤S3中，确定二值化处理的二值图像阈值T，具体过程包括以下步骤：S31、令原始图像中的最大灰度值为Z
max
，最小灰度值为Z
min
，二值图像阈值T的初始值为T
O
，则：S32、根据初始值T
O
将原始图像分割为目标和背景，目标指原始图像中的焊球，并计算目标和背景的平均灰度值Z
M
、Z
B
；S33、根据平均灰度值Z
M
、Z
B
计算二值图像阈值T；
若T
O+1
＝T，则结束；若T
O+1
≠T，则令O
←
O+1，并返回步骤S32循环迭代。5.根据权利要求4所述的焊球形变检测方法，其特征在于，在步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明乐，
申请(专利权)人：仙芈智造科技蚌埠有限公司，
类型：发明
国别省市：