[发明专利]一种基于图像分割算法的半导体芯片溢料快速检测方法

说明书

本发明公开了一种基于图像分割算法的半导体芯片溢料快速检测方法，旨在通过识别集成电路EMC(Epoxy Molding Compond)封装过程中溢出到引脚和外露载体上的多余物，从而为EMC封装过程提供及时的反馈信息。首先，将工业相机采集到的EMC封装成形后原片图像进行预处理，接着利用选择性搜索(Selective search)算法进行图像分割得到目标候选区域，并从中筛选出待检测芯片区域，再对筛选出的区域进行阈值分割得到溢料区域。该方法能够在极短的时间内给出每片芯片的溢料检测结果，不仅优化了EMC封装过程中的溢料检测手段，并且为EMC封装过程提供了实时的反馈的信息，从而提升EMC封装的性能。

技术领域

本发明属于集成电路EMC封装溢料检测领域，特别是涉及一种基于图像分割算法的半导体芯片溢料快速检测方法。

背景技术

EMC是一种重要的微电子封装材料，通过封装工艺将半导体芯片包覆形成保护，以免受到外部环境的破坏，同时EMC也起到一定的散热效果。EMC具备可规模化生产和合理的可靠性特点，是半导体封装常见的封装材料之一，以其独特的优势占据了95％以上的封装市场。但是，在半导体塑封工艺中，由于引线框架和塑封膜具之间存在缝隙，胶状塑封材料会从缝隙中渗漏出来，固化在引线体表面，形成黑色溢料，是集成电路引脚和外露载体上的多余物。溢料本身不会对塑封产品的性能产生不良影响，但是由于溢出的塑封聊覆盖在引线脚上，如不处理则会形成绝缘区域而影响后续电镀质量、产品可靠性，造成产品断路、虚焊等问题。因此，如何减少溢料的发生和去除溢料方法一直以来都是困扰着研究人员及生产商的重要问题。

EMC封装溢料产生的原因通常为：1)塑封料流动性好、黏度低，合模不紧的情况下塑封料/环氧树脂可能会从分型面溢出而覆盖在引线脚上；2)塑封模具长期使用后表面出现磨损或基座不平整的情况从而造成溢料；3)半导体封装工艺过程中框架精度与模具不匹配，啮合不足造成压边问题。溢料形成后其本身对塑封产品的性能没有影响，但是由于溢出的塑封料覆盖在引线脚上，可能形成镀层缺陷而影响产品的可靠性。目前生产商一般都是经去溢料工艺后再用锉刀锉、砂纸打磨、弱酸清洗去除残留溢料的办法进行补救，但是这种方法容易擦伤塑封体和造成引线脚表面粗糙，影响外观质量和电镀质量，同时也影响生产进度。因此如何避免和减少溢料的产生显得尤为重要。综上，研发可视化的绿色无污染的溢料检测方法，使得能够快速检测芯片溢料情况，以满足及时为EMC封装过程提供参考依据的需求，具有重要的现实意义。

得益于计算机技术和图像处理技术的发展，出现了一种新型可视化溢料检测技术，其检测结果为灰度图像，具有检测精度高、使用灵活、信息量大等特点，非常适合芯片封装生产过程的溢料检测。

发明内容

本发明的目的在于针对现有EMC封装过程中存在的溢料问题，提供一种快速的溢料检测策略。该策略可在现场对芯片溢料情况进行准确的评估，进而为在役设备调整和维护提供反馈信息，是EMC封装过程的重要参考依据。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于图像分割算法的半导体芯片溢料快速检测方法，该方法包括以下步骤：

一种基于图像分割算法的半导体芯片溢料快速检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)利用半导体封装压机(FSAM120-1US)和QFNQFNWB7X7-48L(T0.75)模具生产出封装原片，并利用工业相机获取封装原片的多帧灰度图像；

(2)对每帧图像进行高斯模糊预处理；

(3)基于选择性搜索的图像分割，得到数百个候选区域并从中筛选出待分析芯片区域，该步骤由以下子步骤来实现：

(3.1)对单帧图像进行过分割，分割得到n个初始区域r₁,r₂,...,r_n，构成初始区域集合R＝{r₁,r₂,...,r_n}；同时，构建一个初始化相似度集合S，