[发明专利]基于红外和光学图像的微电子基板翘曲测量方法和系统

说明书

本发明属于微电子基板翘曲检测相关技术领域，其公开了一种基于红外和光学图像的微电子基板翘曲测量方法和系统。该方法包括：在微电子基板表面喷射随机分布的散斑；对微电子基板进行加热，同时采集微电子基板的红外图像和光学图像；将光学图像和原始光学图像进行图像相关获得位移应变场，红外图像插值后与光学图像的分辨率相同，进而获得所述散斑所在的微电子基板的翘曲情况与温度的变化关系。通过将光学图像和红外图像进行耦合获得微电子基板的变形情况和对应的温度情况，可以定量的得到微电子基板的变形量和温度的关系，操作简单，测量精准。

技术领域

本发明属于微电子基板翘曲检测相关技术领域，更具体地，涉及一种基于红外和光学图像的微电子基板翘曲测量方法和系统。

背景技术

微电子芯片封装过程中的温度变化，会使得微电子基板产生翘曲变形，此外封装芯片在工作状态下，也会出现受热翘曲变形，甚至出现膨胀分层，对微电子基板的制备和基板搭载的电子器件可靠性产生重大影响，常规的检测方法为观察法、塞尺测量等，效率低且存在误检的情况。

中国专利CN208606731U公开了一种基板翘曲检测装置，设置位于四个角的四个传感器，检测基板边缘的位置。控制系统根据接收的传感器检测信号，判断基板是否发生了翘曲。该装置只可以对基板边缘位置的翘曲进行测量，未涉及基板全场翘曲的检测。全场的翘曲情况比局部翘曲在指导设计和质量评估中更有价值。中国专利CN210546451U中，基板通过传送带先后经过粗检和精检，粗检控制调整杆和传送带之间的间隙，筛选出不合格产品，精检利用激光传感器是否被基板翘曲遮挡从而判断翘曲的情况。粗检的调整杆会在基板表面留下划痕，精检中只能判断翘曲是否合格，却不能将翘曲和具体的位置对应起来。因此，亟需设计一种可以对基板整个表面进行检测且能对翘曲温度场进行定量分析的无损检测方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于红外和光学图像的微电子基板翘曲测量方法和系统。通过将光学图像和红外图像进行耦合获得微电子基板的变形情况和对应的温度情况，可以定量的得到微电子基板的变形量和温度的关系，操作简单，测量精准。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于红外和光学图像的微电子基板翘曲测量方法，所述方法包括：S1，在微电子基板表面喷射随机分布的散斑；S2，对所述微电子基板进行加热，同时采集所述微电子基板的红外图像和两幅对称于所述红外图像采集的光学图像；S3，将在步骤S2获得的两幅光学图像进行图像匹配获得图像视差，根据所述图像视差获得所述微电子基板上散斑在Z方向的坐标，将所述光学图像与光学采集相机在初始时刻采集的原始光学图像进行图像相关获得所述散斑在X，Y和Z方向的位移，以获得所述散斑的位移应变，红外图像插值后与所述散斑的位移应变匹配，进而获得所述散斑所在的微电子基板的翘曲情况与温度的变化关系。

优选地，步骤S1具体包括：在所述微电子基板表面均匀喷涂哑光黑漆，待所述哑光黑漆干燥后随机喷涂白色哑光漆，获得所述散斑。

优选地，步骤S3还包括对采集的光学图像和红外图像进行去畸变。

优选地，步骤S3中采用极线约束的方法将所述两幅光学图像进行图像匹配获得图像视差。

优选地，步骤S3中所述红外图像插值后与所述散斑的位移应变匹配具体为：

将所述红外图像的全场温度进行插值，使得所述红外图像与所述光学图像的分辨率一致，将插值后的散斑各点的温度与所述散斑的位移应变一一对应获得所述散斑所在的微电子基板的翘曲情况与温度的变化关系。