一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法及系统与流程

本发明属于图像检测，具体涉及一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法及系统。

背景技术：

1、集成电路封装工艺中，引线框架塑封料填充质量直接影响器件的可靠性，塑封过程中常见的缺陷包括大面积缺料、引脚间隙填充不满、塑封体表面因气泡或异物造成的纹理异常，以及溢料、冲丝导致的边缘轮廓不良，上述多种缺陷类型在宏观尺度与微观尺度上并存，对检测方法的全面性提出了较高要求。

2、在工业视觉检测领域，已有方案采用图像采集、预处理、阈值分割及形态学处理等手段对产品表面进行质量评估，针对塑封料填充检测，常见做法是通过面积占比或模板比对判断是否存在缺料，或通过灰度方差评估表面不均匀性，然而，大面积缺料与引脚间隙处的局部微缺料在空间尺度上差异显著，单一的面积指标难以同时兼顾，表面气泡、异物造成的灰度异常与边缘溢料、冲丝造成的轮廓畸变属于不同物理性质的缺陷类型，需要不同的特征进行表征。

3、部分方案尝试引入多个特征进行综合评价，但若简单地将各特征的独立检测结果叠加，而未对不同量纲的指标进行方向统一和归一化处理，则不同取值范围的特征在融合时易产生权重失衡，导致某些缺陷类型被掩盖，此外，现有方案中各特征的权重和判定阈值多依赖人工经验设定，难以根据不同批次或工况的变化进行自适应调整。

4、为解决上述问题，本技术设计了一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法及系统。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提及的现有技术中的不足，本技术提出了一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法及系统，通过提取整体面积覆盖指标、引脚间隙覆盖指标、表面灰度不均匀度指标和边缘轮廓不齐整度指标，构建宏观覆盖完整性与微观表面纹理质量相结合的四维特征体系，同步检测大面积缺料、引脚间隙缺料、表面气泡或异物导致的灰度不均匀以及溢料或冲丝导致的边缘轮廓不齐整，实现对引线框架塑封料填充状态的多维度全面评估，用以解决背景技术中的问题。

2、第一方面，为实现上述目的，本技术提供一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法，其包括以下具体步骤：

3、s1、获取引线框架塑封后的表面检测图像数据及引线框架的结构参数数据；

4、s2、对表面检测图像数据进行图像分割处理，区分塑封料填充区域与引线框架金属裸露区域，提取塑封料填充区域的轮廓数据；

5、s3、基于轮廓数据和结构参数数据，获取引线框架的整体面积覆盖指标和引脚间隙覆盖指标，得到填充覆盖完整度分析结果；

6、s4、基于表面检测图像数据，计算表面灰度不均匀度指标与边缘轮廓不齐整度指标，得到表面图像纹理特征分析结果；

7、s5、根据填充覆盖完整度分析结果和表面图像纹理特征分析结果，统一各指标方向后按预设的综合评分权重进行融合，计算塑封料填充状态综合评分；

8、s6、将塑封料填充状态综合评分与预设分选阈值比较，根据比较结果向封装产线控制装置输出产品分选控制信号。

9、在上述方案基础上优选的，所述步骤s2包括：

10、s21、提取引线框架塑封后的表面检测图像数据；

11、s22、基于表面检测图像数据采用灰度阈值分割算法对塑封料填充区域与引线框架金属裸露区域进行图像分割处理，得到塑封料填充区域的轮廓数据。

12、在上述方案基础上优选的，所述步骤s22包括：

13、s221、统计表面检测图像中各像素点的灰度值分布，构建灰度直方图；

14、s222、基于灰度直方图，识别塑封料填充区域与引线框架金属裸露区域的双峰分布特征，确定分割阈值；

15、s223、根据分割阈值对表面检测图像进行二值化处理，划分塑封料填充区域和引线框架金属裸露区域；

16、s224、对二值化处理后的塑封料填充区域进行形态学闭运算，填充内部微小孔洞，得到塑封料填充区域的轮廓数据。

17、在上述方案基础上优选的，所述步骤s3包括：

18、s31、基于引线框架的结构参数数据，获取目标填充区域总面积at；

19、s32、基于塑封料填充区域的轮廓数据，计算实际覆盖面积ac；

20、s33、根据实际覆盖面积与目标填充区域总面积计算整体面积覆盖指标ra，具体计算公式为：

21、；

22、s34、基于引线框架的结构参数数据，获取引脚之间间隙区域的分布数据，根据塑封料填充区域的轮廓数据判断各间隙区域是否被完全覆盖填充，统计未被完全覆盖填充的间隙区域数量nu及间隙区域总数ng计算引脚间隙覆盖指标rg，具体计算公式为：

23、；

24、所述填充覆盖完整度分析结果包括整体面积覆盖指标ra和引脚间隙覆盖指标rg。

25、在上述方案基础上优选的，所述步骤s4包括：

26、s41、提取塑封料填充区域内的灰度分布数据；

27、s42、基于灰度分布数据，计算灰度均值μ和灰度标准差σ，灰度均值μ和灰度标准差σ的具体计算公式分别如下：

28、；

29、；

30、其中np为像素点总数，为第i个像素点的灰度值；

31、s43、基于灰度均值和灰度标准差，计算表面灰度不均匀度指标u，具体计算公式为：

32、；

33、其中z为预设的正则化常数；

34、s44、提取塑封料填充区域的边缘轮廓线，进行曲线拟合，并沿边缘轮廓线计算各采样点处的曲率值，得到曲率值序列；

35、s45、基于曲率值序列和引线框架结构参数数据中的设计参考曲率，计算边缘轮廓不齐整度指标j，计算公式为：

36、；

37、其中，n为边缘轮廓线上采样点的总数，为第i个采样点处的曲率值，为所有采样点的设计参考曲率；

38、所述表面图像纹理特征分析结果包括表面灰度不均匀度指标u和边缘轮廓不齐整度指标j。

39、在上述方案基础上优选的，所述步骤s5包括：

40、s51、对表面灰度不均匀度指标u和边缘轮廓不齐整度指标j进行归一化处理，映射至[0，1]区间，得到归一化处理后的表面灰度不均匀度指标和归一化处理后的边缘轮廓不齐整度指标；

41、s52、基于整体面积覆盖指标ra、引脚间隙覆盖指标rg、归一化处理后的表面灰度不均匀度指标和归一化处理后的边缘轮廓不齐整度指标对塑封料填充状态综合评分进行计算，计算公式为：

42、；

43、其中α、β、γ、δ分别为整体面积覆盖指标权重系数、引脚间隙覆盖指标权重系数、表面灰度不均匀度权重系数和边缘轮廓不齐整度权重系数。

44、在上述方案基础上优选的，所述步骤s6包括：

45、s61、获取塑封料填充状态综合评分和预设分选阈值；

46、s62、将塑封料填充状态综合评分与预设分选阈值进行比较，若塑封料填充状态综合评分大于或等于预设分选阈值则输出第一分选控制信号，指示为合格品；

47、若塑封料填充状态综合评分小于预设分选阈值则输出第二分选控制信号，指示为不合格品。

48、第二方面，本技术提供一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识系统，包括数据获取模块，用于执行步骤s1，获取引线框架塑封后的表面检测图像数据及引线框架的结构参数数据；

49、图像分割处理模块，用于执行步骤s2，对表面检测图像数据进行图像分割处理，区分塑封料填充区域与引线框架金属裸露区域，提取塑封料填充区域的轮廓数据；

50、填充覆盖完整度分析模块，用于执行步骤s3，基于轮廓数据和结构参数数据，获取引线框架的整体面积覆盖指标和引脚间隙覆盖指标，得到填充覆盖完整度分析结果；

51、表面图像纹理特征分析模块，用于执行步骤s4，基于表面检测图像数据，计算表面灰度不均匀度指标与边缘轮廓不齐整度指标，得到表面图像纹理特征分析结果；

52、填充状态综合评分模块，用于执行步骤s5，根据填充覆盖完整度分析结果和表面图像纹理特征分析结果，统一各指标方向后按预设的综合评分权重进行融合，计算塑封料填充状态综合评分；

53、产品分选控制信号输出模块，用于执行步骤s6，将塑封料填充状态综合评分与预设分选阈值比较，根据比较结果向封装产线控制装置输出产品分选控制信号。

54、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；

55、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行上述的一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法。

56、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述的一种集成电路引线框架的塑封料填充状态辨识方法。

57、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

58、第一，本发明利用塑封料与金属镀层的灰度差异，结合灰度阈值分割、二值化及形态学闭运算处理，精准区分塑封料填充区域与引线框架金属裸露区域，有效去除图像噪声、修复微小孔洞，精准提取塑封料填充区域的轮廓数据，可避免传统分割边界模糊、特征丢失的问题，可以为后续核心指标的精准计算提供可靠的图像数据基础。

59、第二，本发明突破传统技术单一维度检测的局限，构建以整体面积覆盖指标、引脚间隙覆盖指标、表面灰度不均匀度指标、边缘轮廓不齐整度指标为核心的宏观完整性与微观纹理质量相结合的四维特征体系，可同步识别大面积缺料、引脚间隙缺料、表面灰度不均、边缘轮廓不齐整等各类缺陷，实现塑封料填充状态的多维度精准评估，可以有效解决传统检测漏检、误检的问题，可以显著提升缺陷检测的覆盖面和准确性。

60、第三，本发明同步计算整体面积覆盖指标与引脚间隙覆盖指标，既可检测塑封料整体大面积缺料缺陷，又可精准识别引脚间隙填充不饱满、局部微缺料等隐蔽缺陷，弥补了传统检测仅核查整体面积、忽略局部间隙质量的不足，可以有效保障引线框架塑封结构完整，规避封装漏电、开裂等质量风险。

61、第四，本发明引入表面灰度不均匀度指标与边缘轮廓不齐整度指标，通过灰度参数量化气泡、异物导致的表面灰度不均问题，通过曲率拟合量化溢料、冲丝引发的边缘轮廓畸变缺陷，突破传统仅检测填充面积的单一检测模式，可以实现宏观填充质量与微观成型质量的双重检测，可以显著提升缺陷检测种类与检测精度。

62、第五，本发明对表面灰度不均匀度指标和边缘轮廓不齐整度指标进行归一化处理，结合历史数据回归拟合得到的最优权重系数，融合四项核心指标构建塑封料填充状态综合评分模型，可同时量化填充完整性缺陷与表面纹理质量缺陷，替代传统单一阈值判定方式，评价标准客观统一，可以大幅提升塑封填充状态的辨识准确率。