[发明专利]一种面向芯片封装的溢料检测方法

摘要

本发明公开了一种面向芯片封装的溢料检测方法。本发明旨在测量QFN塑料封装过程中封装后的原片的溢料程度，首先在芯片塑料封装生产线上通过工业相机采集到封装好的原片的灰度图像并对灰度图像进行增强及二值化处理，然后对处理后的图像进行边缘检测，筛选这些检测到的边缘去掉周长较小的边缘，再对筛选处理后的图像采用环形滑动窗口检测芯片集中区域，最后通过这些检测到的芯片矩阵寻找溢料区域并计算溢料指标。经过实际现场测试，该方法能可靠的检测出每片芯片的溢料程度，大大的优化了芯片封装过程中的溢料的检测手段。

主权项

1.一种面向芯片封装的溢料检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：封装图像获取与预处理：根据芯片架规格获得封装原片中芯片矩阵的外周长，同时测得芯片矩阵的边长a₁,a₂；用工业相机获取封装原片的灰度图像P，对图像进行高斯滤波消除噪声，然后采用自适应阈值对滤波后的图像进行二值化处理，得到处理后的图像P₁；步骤2：边缘提取与筛选：针对步骤1处理后获得的图像P₁进行先膨胀后腐蚀处理，其中腐蚀的窗口大于膨胀的窗口，这样处理能将小的孔洞填上；将处理后的图形进行Laplacian算子处理提取边缘集合；在边缘集中包括了图像中的所有物体的边缘信息，边缘集中同时也包含了许多不关注的物体的边缘信息，所以要去掉不关注物体的边缘信息；将所得到的边缘集合中周长小于l的边缘去掉，l取值视芯片架型号而定，l取值为芯片矩阵的外周长的70％；处理后得到由所有周长大于l的边缘构成的图像P₂；步骤3：芯片矩阵区域识别：(3.1)设置环形窗口，所述环形窗口的内环和外环均为正方形，其中，内环的正方形与外环的正方形的中心重合；内环的正方形边长D_min，外环的正方形边长D_max，它们分别取值为下式所示：其中，floor表示上取整函数，ceil表示下取整函数，d＝max(a₁,a₂)；(3.2)将(3.1)步骤中的环形窗口开始在步骤2最终得到的图像P₂中从左上角开始滑动，滑动步长为一个像素，每次滑动在环形窗口内得到当前计算区域Z_i(i＝1,2...m)，并记录当前计算区域中心位于图像P₂中的坐标记为(x_i,y_j)；对当前计算区域Z_i进行以下子步骤操作：(3.2.1)在步骤(3.2)中得到的当前计算区域Z_i中建立以Z_i区域中心为原点、垂直向下为X轴正方向、水平向右为Y轴正方向的直角坐标系；(3.2.2)在当前计算区域Z_i选择出两两关于原点对称的直线，具体如下：根据Hough变换可知，当前计算区域Z_i中的一条直线可以表示为(ρ,θ)，ρ为原点到该直线的距离，θ为原点到直线的垂线与X轴正方向的逆时针夹角，在该直线上的点(x,y)满足式(1)：ρ＝xcosθ+ysinθ    (1)所有直线组成集合L，L＝{L₁＝(ρ₁,θ₁),L₂＝(ρ₂,θ₂),...,L_n(ρ_n,θ_n)}，在这些直线中选择出两两关于原点对称的直线L_i,L_j，直线L_i,L_j满足式(2)，计算后得到由对称直线组成的直线对的集合M；(3.2.3)将步骤(3.3.2)获得的直线对集合M中的直线对表示为D_k＝(α_k,δ_k)的形式，得到D_k的集合D，其中α_k与δ_k分别由式(3)得出：在所得到的集合D中选出两两垂直的D_k与D_l，即满足式(4):此时D_k与D_l构成一个矩形；所有在当前计算区域Z_i中检测到的矩形构成矩形集合R_i，并记录下R_i，返回步骤(3.2)，继续滑动直到图像P₂所有区域都被环形窗口遍历，遍历完后得到最终所有检测到的矩形构成的集合R；步骤4：矩形去重：针对骤3中得到的矩形集合R进行矩形去重操作；去重完成后只剩下n个矩形，其中，n为芯片架中芯片矩阵的个数；它们对应的就是图像中芯片矩阵所在的区域，利用这些矩形的形状位置信息将P₁中对应区域B_i,(i＝1,2,...,n)截取下来，得到区域集合Q＝{B₁,B₂,...B_n}；步骤5：溢料率计算：(5.1)计算集合Q中所有区域的溢料率，内的黑色像素点个数N_f，获得溢料率：R_f＝N_f/N_t×100％    (5)其中，N_f表示B_i,(i＝1,2,...,n)区域内的黑色像素点个数，N_t表示图像P₁整张图片的像素个数。