[发明专利]一种晶圆级倒装视觉系统中的高精度定位方法和装置

说明书

本发明公开了一种晶圆级倒装视觉系统中的高精度定位方法和装置，其中，方法包括：步骤1，创建晶粒模板，通过模板匹配的方法，将需要定位的晶粒在整个晶圆中进行定位，并获得晶粒的坐标信息以及晶粒图形；步骤2，将晶粒图形进行裁剪，采用基于学习的单幅图像的超分辨重建算法重建裁剪后的晶粒图形，从而得到超分辨的晶粒图像；步骤3，对超分辨的晶粒图像进行预处理后，采用基于亚像素边缘提取的圆心定位算法获得晶粒的转角信息和圆心坐标。通过采用基于学习的单幅图像的超分辨重建算法和基于亚像素边缘提取的圆心定位算法相结合对晶粒进行定位，提高了定位精度，避免了采用高速、高分辨率的CCD相机带来的硬件成本的上升，降低了封装成本。

技术领域

本发明涉及半导体封装晶领域，特别是涉及一种晶圆级倒装视觉系统中的高精度定位方法和装置。

背景技术

目前，半导体集成电路设计、制造和封装测试仪器并称为半导体产业的三大支柱。半导体制造过程可以分为晶圆处理制程、晶圆针测制程、封装、测试制程等几个步骤。一般称晶圆处理制程与晶圆针测制程为前段制程，而封装、测试制程为后段制程。微电子封装工程示例所示的是微电子封装常见的工艺技术包括封帽（Sealing）、引线键合/丝焊（Wire/ball bonding 球焊/锲焊）、倒装焊（Flip chip）、粘片（Die bonding）、芯片（Chip）、基板（Substrate）等。

半导体技术逐渐高密度化和高集成度化，芯片信号的传输量与日俱增，引脚数逐渐增加，封装行业逐渐由传统的双列直插式封装（Dual In –line Package）、小外形封装（Small Outline Package）、引脚阵阵列封装（Pin Grid Array）逐步走向焊球阵列封装（Ball Grid Array）、芯片尺寸封装（Chip Scale Package）、倒装（Flip Chip）、三维封装等新型封装形式

现如今微电子产品的发展趋势是高密度、低成本，正是这些因素促进了倒装芯片、芯片尺寸封装以及晶圆级芯片尺寸封装等的发展。

晶圆级封装（wafer level package,WLP）具有在尺寸小、电性能优良、散热好、性价比高等方面的优势，它以焊球阵列封装为基础，是一种经过提高和改进的芯片尺寸封装近年来发展迅速。WLP已成为先进封装技术的重要组成部分，它是直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装、测试程序，然后在进行切割。

由于是晶圆级倒装，所以其尺寸都是很小的，主要是微米级别。那么视觉系统要有极高的定位精度，目前的一些世界各知名各封装设备公司如下KS、ASM、ESEC，主要是通过使用高分辨率、高速的CCD相机，来提高图像定位精度。这样会造成硬件成本急剧上升，产品价格昂贵，只有大企业才能用在生产线上。

发明内容

本发明提供了一种晶圆级倒装视觉系统中的高精度定位方法和装置，提高了定位精度，避免了高速、高分辨率CCD相机的使用，降低了封装设备的成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种晶圆级倒装视觉系统中的高精度定位方法，包括：步骤1，创建晶粒模板，通过模板匹配的方法，将需要定位的晶粒在整个晶圆中进行定位，并获得所述晶粒的坐标信息以及晶粒图形；

步骤2，将所述晶粒图形进行裁剪，采用基于学习的单幅图像的超分辨重建算法重建裁剪后的所述晶粒图形，从而得到超分辨的晶粒图像；

步骤3，对所述超分辨的晶粒图像进行预处理后，采用基于亚像素边缘提取的圆心定位算法获得所述晶粒的转角信息和所述晶粒的凸点的圆心坐标，

所述对所述超分辨的晶粒图像进行预处理，包括对所述超分辨的晶粒图像进行图像分割、形态学运算和特征提取；

所述采用基于亚像素边缘提取的圆心定位算法获得所述晶粒的转角信息和所述晶粒的凸点的圆心坐标，包括：