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专利号: 2022109350537
申请人: 山东鲁芯之光半导体制造有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-12-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

获取待检测的半导体器件图像中的ROI区域;所述待检测的半导体器件为焊接完成后的半导体器件,所述ROI区域为隔离区域以内的所有像素点构成的区域;

根据所述ROI区域的各像素点的灰度值,得到各像素点的梯度值和梯度方向,将梯度值大于梯度阈值的像素点作为目标像素点;根据目标像素点的梯度方向,得到焊点偏移指标;

基于所述焊点偏移指标判断焊点是否完全在焊接区域内部;若焊点完全在焊接区域内部,则采用霍夫圆检测对焊点进行处理,得到焊点区域;

若焊点不完全在焊接区域内部,则统计各梯度方向上目标像素点的数量,将目标像素点数量最少的梯度方向作为目标梯度方向;过焊接区域的中心点作目标梯度方向上的直线记为第一直线,基于所述第一直线获得目标直线;基于目标直线上的各像素点对中两个像素点的欧氏距离得到目标像素点对,基于所述目标像素点对的位置获得霍夫圆检测时的圆心范围和最大半径;基于所述圆心范围和最大半径,采用霍夫圆检测得到焊点区域;

以焊点区域的半径为初始半径,以焊点区域的中心点为圆心,每次将初始半径增加设定长度,得到多个圆,根据各圆的半径以及各圆内像素点的灰度均值,拟合灰度均值曲线,所述灰度均值曲线的横坐标为圆的半径,纵坐标为圆内像素点的灰度均值;基于所述灰度均值曲线以及焊点区域的位置,判断待检测半导体器件的焊接缺陷类型;

所述根据目标像素点的梯度方向,得到焊点偏移指标,包括:

统计各梯度方向上的目标像素点的数量,将目标像素点在各梯度方向上的数量从大到小进行排序,构建目标像素点对应的数量序列;

根据所述目标像素点对应的数量序列,采用如下公式计算焊点偏移指标:

其中,为焊点偏移指标, 为第 个梯度方向上目标像素点的数量, 为目标像素点对应的数量序列中的第1个元素, 为目标像素点对应的数量序列中的第2个元素, 为目标像素点对应的数量序列中的第8个元素, 为目标像素点对应的数量序列中的第7个元素;

所述基于所述第一直线获得目标直线,包括:

以焊接区域的中心点为旋转中心,将所述第一直线旋转预设次数,每次旋转的角度为预设角度,得到多条直线;

以焊接区域的中心点为划分点,将各条直线划分为两个射线记为各直线对应的两条射线;所述射线的端点为焊接区域的中心点;

对于任意一条直线:将该直线对应的两条射线分别记为第一射线和第二射线;根据第一射线上像素点的灰度值以及像素点与射线端点的距离,拟合得到一条曲线记为第一射线对应的曲线;根据第二射线上像素点的灰度值以及像素点与射线端点的距离,拟合得到一条曲线记为第二射线对应的曲线;所述第一射线对应的曲线和所述第二射线对应的曲线的横坐标均为像素点与射线端点的距离,纵坐标均为像素点的灰度值;采用DTW算法计算第一射线对应的曲线和第二射线对应的曲线的相似度,将该相似度记为该直线对应的相似度;

将相似度最小时对应的直线作为目标直线。

2.根据权利要求1所述的一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,所述根据所述ROI区域的各像素点的灰度值,得到各像素点的梯度值和梯度方向,包括:对于ROI区域的任一像素点:

获取该像素点的8邻域内像素点的灰度值,分别将该像素点的灰度值与该像素点的8邻域内各像素点的灰度值做差,将差值最大时对应的邻域像素点记为目标邻域像素点,最大差值为该像素点的梯度值,该像素点到目标邻域像素点的方向为该像素点的梯度方向。

3.根据权利要求1所述的一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,所述基于所述焊点偏移指标判断焊点是否完全在焊接区域内部,包括:判断所述焊点偏移指标是否小于偏移指标阈值,若小于,则判定焊点完全在焊接区域内部,若大于等于,则判定焊点不完全在焊接区域内部。

4.根据权利要求1所述的一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,目标直线上的各像素点对的获取,包括:将目标直线对应的两条射线上与焊接区域的中心点距离相等的两个像素点作为一个像素点对。

5.根据权利要求1所述的一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,所述基于所述目标像素点对的位置获得霍夫圆检测时的圆心范围和最大半径,包括:获取目标直线对应的两条射线中与目标梯度方向夹角较小的射线记为目标射线,获取所有目标像素点对中属于目标射线上的像素点的数量,所有目标像素点对中属于目标射线上的像素点构成的线段为目标直线上的不相似区域,将所述属于目标射线上的像素点的数量作为目标直线上不相似区域的长度;

以目标直线上不相似区域的中心点为圆心,以目标直线上不相似区域的长度的一半为半径,获得圆形区域,采用霍夫圆检测进行检测时,圆心的范围为所述圆形区域,霍夫圆检测时的最大半径为所述目标直线上不相似区域的长度。

6.根据权利要求1所述的一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,所述基于所述灰度均值曲线以及焊点区域的位置,判断待检测半导体器件的焊接缺陷类型,包括:获取半导体器件存在虚焊缺陷时对应的标准灰度均值曲线以及半导体器件不存在虚焊缺陷时对应的标准灰度均值曲线;

计算待检测的半导体器件对应的灰度均值曲线与半导体器件存在虚焊缺陷时对应的标准灰度均值曲线的相似度记为第一相似度,计算待检测的半导体器件对应的灰度均值曲线与半导体器件不存在虚焊缺陷时对应的标准灰度均值曲线的相似度记为第二相似度;

若所述第一相似度大于所述第二相似度且焊点完全在焊接区域内部,则判定待检测的半导体器件上的焊点未偏移但存在虚焊缺陷;若所述第一相似度大于所述第二相似度且焊点不完全在焊接区域内部,则判定待检测的半导体器件上的焊点偏移且存在虚焊缺陷;若所述第一相似度小于所述第二相似度且焊点完全在焊接区域内部,则判定待检测的半导体器件上不存在焊接缺陷;若所述第一相似度小于所述第二相似度且焊点不完全在焊接区域内部,则判定待检测的半导体器件上的焊点偏移但不存在虚焊缺陷。

7.根据权利要求1所述的一种半导体器件的加工缺陷检测方法,其特征在于,所述基于目标直线上的各像素点对中两个像素点的欧氏距离得到目标像素点对,包括:按照各像素点对到焊接区域的中心点的距离,由近到远依次判断各像素点对中两个像素点的欧氏距离是否大于欧氏距离阈值,若连续有大于预设个像素点对对应的欧氏距离均大于欧氏距离阈值,则将所述均大于欧氏距离阈值的像素点对作为目标像素点对;所述像素点对到焊接区域的中心点的距离为像素点对中任一像素点到焊接区域的中心点的距离。