基于图像处理的芯片检测系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了基于图像处理的芯片检测系统及其方法，包括环境参数检测模块、芯片参数获取模块、图像采集模块、图像预处理模块、环境温度还原补偿模块、层复原归一补偿模块、故障检测判定模块。本发明专利技术能够有效地对采集的热图像根据各层线路的分布位置进行各层热区域子图像的划分，实现线路层热图像子区域的准确定位，排除相邻线路所在区域间的热量干扰，并通过环境温度还原补偿和层高热蔓延补偿的双重温度补偿，排除各线路层热图像子区域受环境温度和层高的干扰，以获得真实各线路的温度，能够消除因线路分布的层高不同而造成的各层线路产生的热量蔓延至芯片表面所产生的损耗，提高了对线路所在层的热量检测的准确性和真实性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于图像处理的芯片检测系统及其方法


[0001]本专利技术属于芯片检测
，涉及到基于图像处理的芯片检测系统及其方法。

技术介绍

[0002]芯片是指集成了电路的硅片，具有广泛的应用场景，随着工艺的逐渐提高，芯片的集成度越来也高，且芯片的层数由单层线路板和双层线路板逐渐向更多层线路板进行发展，芯片具有尺寸小、质量轻的特点。
[0003]芯片由内层板和半固化板等组成，当芯片加工完成后，需进行电性测试和外观缺陷检测，电性能检测通过电子测试设备进行检测，外观缺陷检测通过肉眼检测，芯片在制作完成后的检测，需进行电子测试设备和肉眼两重检测，增加了芯片检测的工作量，存在故障检测的精度低以及故障检测的难度打的问题，同时检测的故障无法实现可视化，无法准确地定位芯片线路上的故障位置以及对芯片线路上的故障进行精准预测，以降低线路故障而导致的芯片损坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了基于图像处理的芯片检测系统及其方法，解决了现有技术中存在的问题。
[0005]本专利技术在其一个应用方面中提供了基于图像处理的芯片检测系统，包括环境参数检测模块、芯片参数获取模块、图像采集模块、图像预处理模块、环境温度还原补偿模块、层复原归一补偿模块、故障检测判定模块；
[0006]环境参数检测模块用于检测当前芯片所处的环境温度参数，并将当前环境温度参数发送至环境温度还原补偿模块；
[0007]芯片参数获取模块用于提取待检测芯片在各层上线路分布位置以及各层上分布的线路距离芯片表面的距离，并将各层分布的线路投影至芯片上表面；
[0008]图像采集模块，分别对处于工作状态下且工作时长大于预设连续时长的芯片和停启时长大于预设时长下的芯片进行红外热图像采集，获得处于工作状态下的芯片热图像和停启状态下的芯片热图像；
[0009]图像预处理模块用于采用高通滤波对处于工作状态下的芯片热图像和停启状态下的芯片热图像进行噪声剔除处理，并对噪音剔除处理后的图像进行热量区域定位分析，以获得工作状态下的芯片热图像中各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域以及停启状态下芯片热处理中各层线路分布的区域所对应的各初始线路层热图像子区域；
[0010]环境温度还原补偿模块分别沿线路走线方向等间距提取各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域和各初始线路层热图像子区域上的单位截取区域，并将提取的单位截取区域与设定的各温度参数下的标准热图像进行对比，分别筛选出与各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域和各初始线路层热图像子区域相映射
的温度参数，提取当前芯片所在的环境温度参数，对各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域相映射的温度参数进行温度还原补偿处理，获得各层线路分布的区域下各线路层热图像子区域所对应的补偿后温度；
[0011]层复原归一补偿模块用于筛选出芯片参数获取模块提取的各层线路的分布位置以及各层线路距离芯片表面的距离，提取经环境温度干扰补偿后的各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域的温度，并对各层线路距离芯片表面的距离进行层高热蔓延补偿分析，以获得层高归一补偿后的各层线路分布的区域所对应的各线路层热图像子区域的真实温度；
[0012]故障检测判定模块将提取的各层线路分布的区域所对应的各线路层热图像子区域的真实温度与芯片参数数据库中存储的标准环境温度下的性能正常的该线路层中的各参考线路层热图像子区域的温度进行对比，判断各层线路分布的区域所对应的各线路层热图像子区域的温度与该线路所对应的参考线路层热图像子区域的温度间的偏移系数是否在大于设定的温度偏移系数，若大于设定的温度偏移系数，则筛选出大于设定的温度偏移系数的线路所在的层数以及在该层的位置。
[0013]进一步地，所述热量区域定位划分所采用的方法，具体为：
[0014]步骤1、获取各层分布的线路投影至芯片上表面的位置，提取各线路所对应的轨迹；
[0015]步骤2、筛选出待热量区域定位的线路两侧距离最近的线路与待热量区域定位的线路间的距离，分别记为S1和S2，以待热量区域定位的线路所对应的轨迹为中心向线路两侧进行扩展，扩展距离为D＝Smi n
‑
d/2，Smi n为S1和S2中的最小值，Smi n为待热量区域定位划分的线路两侧距线路的最短距离，d为待热量区域定位划分的线路的宽度；
[0016]步骤3、以待热量区域定位的线路为中心向两侧扩展D距离后，获得初始热量区域；
[0017]步骤4、作待热量区域定位的线路的垂直线，并以交点为中心向两侧等间距L提取垂直线上各点的像素值；
[0018]步骤5、判断垂直线上各点的像素值与交点处的像素值间的差值是否大于设定阈值，若大于设定的阈值，则提取垂直线上各点的像素值与交点处的像素值间的差值大于设定阈值的点位置，并分析出大于设定阈值的点到初始热量区域边缘的距离d1，d1＝(n
‑
1)*L，n为正整数；
[0019]步骤6、将步骤5中的距离d1对初始热量区域进行补偿，补偿后的待测量区域定位的线路向两侧扩展的宽度为D1＝D
‑
d1，以获得工作状态下的各状态线路层热图像子区域以及停启状态下芯片热处理中各层线路分布的区域所对应的各初始线路层热图像子区域，能够准确对各线路的热量区域进行精准定位。
[0020]进一步地，所述温度还原补偿所采用的计算公式为：δij表示为第i层线路分布的区域下第j个线路层热图像子区域所对应的补偿后温度，即补偿后的温度为第i层线路分布的区域下第j个线路层热图像子区域在线路板表面展示的温度，而非线路板内部该线路所对应的真实温度，K
表示为提取的单位截取区域的个数，tij
f
表示为第i层线路板中的第j个线路层热图像子区域所对应的第f个单位截取区域的温度参数，th表示为当前芯片所在的环境温度参数，wh表示为设定的环境温度，vh
i
′
th
表示为th环境温度下芯片处于非工作状态时第i层线路所对应的温度，gh
i
′
wh
表示为wh环境温度下芯片处于非工作状态时第i层线路所对应的温度参数。
[0021]进一步地，层距离热蔓延干扰补偿所采用的计算公式为：
[0022][0022]表示为经层线路距离蔓延补偿后的第i层线路板中第j个线路层热图像子区域在当前线路层中所对应的真实温度，δij表示为第i层线路分布的区域下第j个线路层热图像子区域所对应的补偿后温度，H表示为预设的厚度，D
i
表示为第i层线路板上表面到芯片线路板表面间的半固化板总厚度，R
i
表示为第i层线路板上表面到芯片线路板表面间的芯板总厚度，E
D
表示为单位H厚度下半固化板的热蔓延扩散系数，E
R
表示为单位H厚度下芯板的热蔓延扩散系数，λ和β分别表示为半固化板和芯板的干扰衰减比例系数，分别为0.35和0.12。
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图像处理的芯片检测系统，包括环境参数检测模块和芯片参数获取模块；环境参数检测模块用于检测当前芯片所处的环境温度参数，并将当前环境温度参数发送至环境温度还原补偿模块；芯片参数获取模块用于提取待检测芯片在各层上线路分布位置以及各层上分布的线路距离芯片表面的距离，并将各层分布的线路投影至芯片上表面；其特征在于，还包括图像采集模块、图像预处理模块、环境温度还原补偿模块、层复原归一补偿模块、故障检测判定模块；图像采集模块，分别对处于工作状态下且工作时长大于预设连续时长的芯片和停启时长大于预设时长下的芯片进行红外热图像采集，获得处于工作状态下的芯片热图像和停启状态下的芯片热图像；图像预处理模块用于采用高通滤波对处于工作状态下的芯片热图像和停启状态下的芯片热图像进行噪声剔除处理，并对噪音剔除处理后的图像进行热量区域定位分析，以获得工作状态下的芯片热图像中各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域以及停启状态下芯片热处理中各层线路分布的区域所对应的各初始线路层热图像子区域；环境温度还原补偿模块分别沿线路走线方向等间距提取各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域和各初始线路层热图像子区域上的单位截取区域，并将提取的单位截取区域与设定的各温度参数下的标准热图像进行对比，分别筛选出与各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域和各初始线路层热图像子区域相映射的温度参数，提取当前芯片所在的环境温度参数，对各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域相映射的温度参数进行温度还原补偿处理，获得各层线路分布的区域下各线路层热图像子区域所对应的补偿后温度；层复原归一补偿模块用于筛选出芯片参数获取模块提取的各层线路的分布位置以及各层线路距离芯片表面的距离，提取经环境温度干扰补偿后的各层线路分布的区域所对应的各状态线路层热图像子区域的温度，并对各层线路距离芯片表面的距离进行层高热蔓延补偿分析，以获得层高归一补偿后的各层线路分布的区域所对应的各线路层热图像子区域的真实温度；故障检测判定模块将提取的各层线路分布的区域所对应的各线路层热图像子区域的真实温度与芯片参数数据库中存储的标准环境温度下的性能正常的该线路层中的各参考线路层热图像子区域的温度进行对比，判断各层线路分布的区域所对应的各线路层热图像子区域的温度与该线路所对应的参考线路层热图像子区域的温度间的偏移系数是否在大于设定的温度偏移系数，若大于设定的温度偏移系数，则筛选出大于设定的温度偏移系数的线路所在的层数以及在该层的位置。2.根据权利要求1所述的基于图像处理的芯片检测系统，其特征在于，所述热量区域定位划分所采用的方法，具体为：步骤1、获取各层分布的线路投影至芯片上表面的位置，提取各线路所对应的轨迹；步骤2、筛选出待热量区域定位的线路两侧距离最近的线路与待热量区域定位的线路间的距离，分别记为S1和S2，以待热量区域定位的线路所对应的轨迹为中心向线路两侧进行扩展，扩展距离为D＝Smin
‑
d/2，Smin为S1和S2中的最小值，Smin为待热量区域定位划分的线路两侧距线路的最短距离，d为待热量区域定位划分的线路的宽度；
步骤3、以待热量区域定位的线路为中心向两侧扩展D距离后，获得初始热量区域；步骤4、作待热量区域定位的线路的垂直线，并以交点为中心向两侧等间距L提取垂直线上各点的像素值；步骤5、判断垂直线上各点的像素值与交点处的像素值间的差值是否大于设定阈值，若大于设定的阈值，则提取垂直线上各点的像素值与交点处的像素值间的差值大于设定阈值的点位置，并分析出大于设定阈值的点到初始热量区域边缘的距离d1，d1＝(n
‑
1)*L，n为正整数；步骤6、将步骤5中的距离d1对初始热量区域进行补偿，补偿后的待测量区域定位的线路向两侧扩展的宽度为D1＝D
‑
d1，以获得工作状态下的各状态线路层热图像子区域以及停启状态下芯片热处理中各层线路分布的区域所对应的各初始线路层热图...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓，汝佩哲，朱才志，王林，孙耀晖，
申请(专利权)人：合肥英特灵达信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：