一种集成电路测试成本的路径优化方法与流程

本发明属于半导体封装与测试领域，具体而言，涉及一种集成电路测试成本的路径优化方法。

背景技术：

1、在半导体集成电路的后段封装分选检测中，芯片引脚及外观质量直接决定了器件的贴装良率与可靠性。现有的芯片分选检测方案主要分为纯2d视觉检测与简易单线3d检测两类，存在以下明显缺陷：

2、1、纯2d视觉检测局限：仅能采集平面灰度图像，无法识别引脚共面度不良、引脚翘曲、高度差、立体毛刺、凹塌等三维瑕疵，立体不良漏检率高；

3、2、传统单一3d检测定位精准度低：无2d图像辅助定位，芯片传送过程中发生偏移或旋转时，无法精准锁定引脚检测roi，导致3d扫描区域错位，测量偏差大；

4、3、流程未分级导致ct时间长：常规3d检测采用单一工位采集，未实现分段式防呆与预检，反料、塑封破损、字符不良等无效物料流入3d检测工位，浪费3d扫描产能，延长整机循环时间（ct）；

5、4、精度易漂移：现有3d校正机制缺乏标准校正块多基准线标定，长期运行后受温漂和机械偏移影响，引脚高度及共面度测量精度发生漂移，导致批量误判；

6、5、参数管控能力差：缺乏分层区域引脚拆分逻辑，左右/上下多引脚共用同一套检测参数，无法分区管控尺寸公差。

技术实现思路

1、针对以上缺陷，本发明提供了一种集成电路测试成本的路径优化方法，该方法应用于搭载有编码器和多工位视觉相机的分选设备中，包括以下步骤：

2、s1、进料方向防呆检测：通过第一2d相机采集芯片图像，建立模板定位模型并获取芯片匹配参数，判定芯片进料朝向是否异常；若异常则生成第一ng标记并输出剔除信号；

3、s2、塑封本体外观初检：通过第二2d相机对进料朝向正确的芯片进行塑封体与字符检测；拟合塑封外轮廓确定基准区域，识别表面缺陷及字符缺陷，若存在缺陷则生成第二ng标记并输出剔除信号；

4、s3、3d引脚立体尺寸精密检测：利用编码器实时记录物料物理位置，若物料存在所述第一ng标记或第二ng标记，则控制3d相机跳过对该物料的扫描；对无ng标记的物料，通过所述模板定位模型锁定引脚基准坐标，将芯片引脚拆分为多个独立检测区域并配置差异化检测参数，采集3d点云数据并计算引脚立体尺寸特征；

5、s4、编带成品全复检：通过第四2d相机对通过3d检测的物料进行分层引脚尺寸、二次塑封外观及字符二次匹配校验，判定最终成品质量；

6、s5、动态漂移补偿：在系统标定或运行过程中，基于标准标定块计算全局精度系数与镜面补偿系数矩阵，当检测到温漂或机械偏移偏差时，实时修正编码器脉冲计数与3d测量标定矩阵。

7、进一步地，所述步骤s1中的判定逻辑为：

8、匹配所述模板定位模型获取芯片旋转角度，对比预设基准角度，若x/y像素偏差或角度偏差超出设定阈值，判定为反向不良。

9、进一步地，所述步骤s1中的判定逻辑为：

10、以所述模板定位模型为定位跟随，在塑封斜边区域绘制找线感兴趣区域roi，拟合斜边角度并与预设基准角度区间对比，完成朝向判定。

11、进一步地，所述步骤s3中跳过扫描与剔除控制机制为：

12、s301、流水线同步编码器实时记录物料在传送介质上的脉冲数；

13、s302、当在s1或s2步骤中判定生成所述第一ng标记或第二ng标记时，主控系统将该物料对应的编码器脉冲位置寄存器做ng标记；

14、s303、当该脉冲位置到达3d工站前，主控系统向plc发送跳过指令，3d相机不触发采集；

15、s304、当该脉冲位置运行至物理剔除位置时，plc读取该标记并控制执行机构将ng物料剔除。

16、进一步地，所述步骤s3中的引脚拆分与3d特征计算包括：

17、区域拆分：将芯片引脚独立拆分为中间左引脚、中间右引脚、外侧左引脚、外侧右引脚、外侧上引脚、外侧下引脚六个独立检测区域，且各区域单独配置阈值与感兴趣区域roi；

18、站高计算：以芯片塑封体下表面或基准载带面作为点云参考基准面，计算各引脚最底端点云坐标到该参考基准面的垂直距离；

19、共面度计算：利用最小二乘法拟合所有引脚最低点所在的空间虚拟最小二乘平面，计算各引脚最低点到该虚拟平面的绝对距离差，以最大差值作为共面度值；

20、共线度计算：在2d投影平面上拟合单侧引脚外边缘的同一直线，计算各引脚边缘特征点到该拟合直线的正交偏差距离。

21、进一步地，所述步骤s3还包括前置3d标定校正流程：

22、采集具有标准反射率和已知微米级阶梯高度的标定块点云；

23、对比实际采集点云高度与标准阶梯高度，计算光强畸变差值，生成空间网格化的镜面补偿系数矩阵；

24、在量产检测时，利用所述镜面补偿系数矩阵对引脚表面高反光区域的点云高度值进行实时插值去噪与截断修复；

25、在所述标定块上布设多组基准找线，结合所述标定块的标准物理尺寸计算生成像素-微米转换系数。

26、进一步地，所述步骤s5中的动态漂移补偿包括：

27、s501、放置标准方形标定块，绘制长度卡尺与宽度卡尺采集像素尺寸；

28、s502、输入标定块实际物理尺寸，计算ccd像素-微米全局精度系数；

29、s503、比较当前测得的全局精度系数与出厂基准系数，将偏差值作为实时动态修正因数叠加至编码器脉冲计数与3d测量标定矩阵中，用以自动补偿温漂与机械偏移引起的测量误差。

30、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

31、1、实现了剔除前置的路径优化，显著降低整机测试成本与循环时间（ct）：

32、本发明通过流水线同步编码器实时追踪物料位置，将进料方向防呆过程（s1）和塑封外观初检过程（s2）判定的不良品标记与编码器脉冲寄存器绑定，当前序ng物料运行至3d检测工站前，主控系统自动下发跳过指令，控制3d激光相机不触发采集与扫描，由于3d点云数据采集与复杂三维几何特征计算在检测流程中耗时最长，本发明通过前置拦截并跳过对前序ng物料的3d扫描，消除了不良品的无效检测耗时，从逻辑和时序上显著缩短了整机的平均循环时间（ct），降低了分选设备的硬件损耗与检测成本，提高了整体检测通量；

33、2、实现了2d视觉定位与3d立体检测的深度融合，大幅提升缺陷检测覆盖率：

34、传统检测方案依赖单一视觉维度，容易对引脚共面度、翘姿、站高及立体毛刺等高度方向（z轴）缺陷造成漏检，本发明首先利用2d模板定位模型完成高精度的平面坐标跟随与引脚独立区域拆分，再结合3d激光点云测量与空间镜面补偿修复算法，精准计算站高、共面度及共线度等三维立体特征，该架构克服了传统纯2d检测缺乏深度数据导致的立体缺陷漏检盲区，大幅提升了对复杂封装芯片引脚缺陷的检测准确性与可靠性；

35、3、具备强鲁棒性的标定去噪与动态漂移补偿能力：

36、通过生成空间网格化的镜面补偿系数矩阵，有效消除了芯片金属引脚高反光引起的光强畸变与点云噪声；同时结合动态漂移补偿步骤（s5），能够自动纠正设备长时间运行中因温漂或机械微位移带来的测量偏差，确保了系统在大批量连续生产过程中的高精度与高稳定性。