CN109324068B - 低密度材料透视成像方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了低密度材料透视成像方法及系统，用于通过超声波对封装体内的检视器件进行成像，检视器件包括具有第一表面的第一元件、具有第二表面的第二元件，以及连接第一表面和第二表面的导线；第一表面与第二表面位于不同的平面，导线为密度低于5克每立方厘米的导线；方法包括：获取第一表面的第一聚焦参数，以及获取第二表面的第二聚焦参数；根据扫描约束条件对检视器件进行扫描成像，扫描约束条件具体为根据第一聚焦参数和第二聚焦参数生成。既可以在第一表面、第二表面处得到较好的成像效果，还可以在成像结果中较好的体现低密度导线；实现了在非破坏性的条件下对具有低密度导线元器件的扫描成像。

Description

低密度材料透视成像方法及系统

技术领域

本发明涉及元器件检测领域，尤其涉及低密度材料透视成像方法及系统。

背景技术

在目前的实验室状况下，常规X-RAY透视成像的技术下有时是无法对元器件内的导线进行成像的，例如对于一些元器件内的低密度金属导线无法利用X-RAY透视成像。如图1和图2分别为利用X-RAY对两种元器件透视成像的结果，可见其中的导线没有得到体现。

因此现有技术在非破坏性的条件下是很难对该类元器件的导线进行必要的评估，无法对金属导线的缺失，变形，多出，焊接位置异常等缺陷进行定性；会导致失效分析证据链不完整，对产品失效定性准确性产生影响，从而影响对元器件的品质评估。

发明内容

本发明实施例提供低密度材料透视成像方法及系统，可以在在检视器件内位于不同平面的第一表面、第二表面处得到较好的成像效果，还可以在成像结果中较好的体现连接第一表面和第二表面的低密度导线；实现了在非破坏性的条件下对具有低密度导线元器件的扫描成像。

本发明实施例第一方面提供了一种低密度材料透视成像方法，用于通过超声波对封装体内的检视器件进行成像，所述检视器件包括具有第一表面的第一元件、具有第二表面的第二元件，以及连接所述第一表面和第二表面的导线，所述第一表面与第二表面位于不同的平面，所述导线为密度低于5克每立方厘米的导线；

所述方法包括：

获取所述第一表面的第一聚焦参数，以及获取所述第二表面的第二聚焦参数；

根据扫描约束条件对所述检视器件进行扫描成像，所述扫描约束条件具体为根据所述第一聚焦参数和第二聚焦参数生成。

在一些实施例中，所述获取所述第一表面的第一聚焦参数，具体包括：

控制超声波探头移动至所述第一表面上第一点位对应的位置；

获取所述超声波探头相对所述封装体表面不同距离时第一点位的反馈波；

将幅度最大的反馈波对应的聚焦参数作为第一聚焦参数；

所述获取所述第二表面的第二聚焦参数，具体包括：

控制所述超声波探头移动至所述第二表面上第二点位对应的位置；

获取所述超声波探头相对所述封装体表面不同距离时第二点位的反馈波；

将幅度最大的反馈波对应的聚焦参数作为第二聚焦参数。

在一些实施例中，所述第一聚焦参数包括所述封装体表面上所述第一点位对应位置的第一回声时间，所述第二聚焦参数包括所述封装体表面上所述第二点位对应位置的第二回声时间。

在一些实施例中，所述根据扫描约束条件对所述检视器件进行扫描成像，具体包括：

调整所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，使得所述封装体表面上至少一个位置的回声时间介于所述第一回声时间和第二回声时间；

保持所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，对所述检视器件进行扫描成像。

在一些实施例中，所述封装体表面上至少一个位置的回声时间为[max(T1，T2)－0.5×|T1－T2|]至[max(T1，T2)－0.1×|T1－T2|]之间的一数值；其中T1、T2分别表示所述第一回声时间、第二回声时间。

在一些实施例中，所述保持所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，对所述检视器件进行扫描成像之后，还包括：

若扫描成像的结果不满足预设条件，根据所述扫描约束条件微调所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离；

保持微调后的所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，对所述检视器件进行扫描成像。

在一些实施例中，所述第一聚焦参数包括所述超声波探头在第一轴上的第一坐标，所述第二聚焦参数包括所述超声波探头在第一轴上的第二坐标；所述第一轴平行于所述超声波探头发射超声波的方向。

在一些实施例中，所述根据所述扫描约束条件对所述检视器件进行扫描成像，具体包括：

调整所述超声波探头在所述第一轴上的坐标介于所述第一坐标和第二坐标之间；

保持所述超声波探头在所述第一轴上的坐标，对所述检视器件进行扫描成像。

在一些实施例中，所述调整超声波探头在所述第一轴上的坐标介于所述第一坐标和第二坐标之间，具体为：

调整所述超声波探头在所述第一轴上的坐标为[max(Z1，Z2)－0.5×|Z1－Z2|]至[max(Z1，Z2)－0.1×|Z1－Z2|]之间的一数值；其中Z1、Z2分别表示所述第一坐标、第二坐标。

在一些实施例中，所述保持所述超声波探头在所述第一轴上的坐标，对所述检视器件进行扫描成像之后，还包括：

若扫描成像的结果不满足预设条件，根据所述扫描约束条件微调所述超声波探头在所述第一轴上的坐标；

保持微调后的所述超声波探头在所述第一轴上的坐标，对所述检视器件进行扫描成像。

在一些实施例中，所述方法用于对所述导线为含铝导线的检视器件进行成像。

在一些实施例中，所述方法用于对所述导线的直径不小于75微米，且不大于550微米的检视器件进行成像。

在一些实施例中，所述方法用于对所述第一元件包括功率半导体芯片的检视器件进行成像。

在一些实施例中，所述方法用于对塑料材质封装体内的所述检视器件进行成像。

在一些实施例中，所述超声波的频率不大于75MHz。

在一些实施例中，所述超声波的频率为15MHz。

本发明实施例第二方面提供了一种低密度材料透视成像方法，用于对若干元器件的封装体内的检视器件进行成像；

所述方法包括：

将所述若干元器件按预设方式排列；

根据上述的低密度材料透视成像方法对所述若干元器件中的一个进行扫描成像；

若扫描成像的结果满足预设条件，根据扫描成像的聚焦参数对所述若干元器件进行扫描成像。

本发明实施例第三方面提供了一种低密度材料透视成像系统，包括计算设备、超声波探头、水槽、运动组件、探头超声控制器、三轴控制器和连接于所述计算设备的显示器；所述水槽用于放置所述元器件以及容纳水；所述计算设备用于通过所述探头超声控制器控制所述超声波探头发出超声波以及接收回波，所述计算设备还用于通过所述三轴控制器控制所述运动组件移动，以带动所述超声波探头运动；

所述计算设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序指令；若所述处理器执行程序指令，实现如权利要求1-16中任一项所述的低密度材料透视成像方法的步骤，或者实现如权利要求17所述的低密度材料透视成像方法的步骤。

相比现有技术，本发明实施例的有益效果在于：通过获取检视器件内位于不同平面的第一表面、第二表面的第一聚焦参数、第二聚焦参数；根据由第一聚焦参数、第二聚焦参数得到的扫描约束条件对检视器件进行扫描成像，既可以在第一表面处得到较好的成像效果，也可以在第二表面处得到较好的成像效果，还可以在成像结果中较好的体现连接第一表面和第二表面的低密度导线；实现了在非破坏性的条件下对具有低密度导线元器件的扫描成像，从而可以对该类元器件的导线进行必要的评估，对低密度导线的缺失，变形，多出，焊接位置异常等缺陷进行定性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为X-RAY对一种元器件透视成像的结果图；

图2为X-RAY对另一种元器件透视成像的结果图；

图3为本发明实施例一的低密度材料透视成像方法的流程示意图；

图4为一种元器件的结构示意图；

图5为图4中元器件另一角度的结构示意图；

图6为获取第一表面的第一聚焦参数的示意图；

图7为获取到的第一点位反馈波的波形图；

图8为根据第一聚焦参数对检视器件扫描成像的结果示意图；

图9为获取第二表面的第二聚焦参数的示意图；

图10为获取到的第二点位反馈波的波形图；

图11为根据第二聚焦参数对检视器件扫描成像的结果示意图；

图12为根据扫描约束条件对检视器件进行扫描成像的示意图；

图13为根据扫描约束条件对检视器件进行扫描成像的结果示意图；

图14为根据扫描约束条件对检视器件进行扫描成像时第一点位反馈波的波形图；

图15为根据扫描约束条件对检视器件进行扫描成像时第二点位反馈波的波形图；

图16为本发明实施例二的元器件低密度材料透视成像方法的流程示意图；

图17为对一种若干元器件超声波成像的结果示意图；

图18为对另一种若干元器件超声波成像的结果示意图；

图19为本发明实施例三的低密度材料透视成像系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

如图3为一种低密度材料透视成像方法的流程示意图。

示例性的，低密度材料透视成像方法可用于通过超声波对如图4、图5所示元器件100的封装体110内的检视器件120进行成像。

检视器件120包括具有第一表面101的第一元件121、具有第二表面102的第二元件122，以及连接第一表面101和第二表面102的导线123。

如图4和图5所示，第一表面101与第二表面102位于不同的平面。在实际情况下，元器件100内部的导线123，尤其是导线123的两端通常并不是处于同一个平面上，存在一定的高度差。示例性的，如图4和图5所示，第一元件121为检视器件120的芯片部，第二元件122为检视器件120的管脚部，第一表面101与封装体110靠近超声波探头210一侧的表面间的距离相较于第二表面102与封装体110靠近超声波探头210一侧的表面间的距离更大。

在本实施例中导线123为密度低于5克每立方厘米的导线123，即低密度材料导线123。如果用X光进行成像，将无法有效的显现该类导线123；本发明实施例通过低密度材料透视成像方法对此类元器件100进行成像，以显现其中的低密度材料导线123。

实施低密度材料透视成像方法时，将元器件100放置在起耦合作用的水中，利用超声波探头210向元器件100发射超声波，利用元器件100中各部分反射回的超声波实现距离测量和扫描成像。

如图3所示，低密度材料透视成像方法包括以下步骤：

步骤S110、获取第一表面101的第一聚焦参数，以及获取第二表面102的第二聚焦参数。

在一些可行的实施例中，步骤S110中获取第一表面101的第一聚焦参数，具体包括：

步骤S111、控制超声波探头210移动至第一表面101上第一点位M1对应的位置。

示例性的，如图6所示，超声波探头210位于第一表面101上某一点的上方，且距离封装体110的上表面一定距离。第一点位M1可以为第一表面101上的任一点，也可为第一表面101上的指定点，例如可以为根据元器件100具体结构得出的第一表面101上距离导线123的连接点较远的一点。

步骤S112、获取超声波探头210相对封装体110表面不同距离时第一点位M1的反馈波。

示例性的，根据预设规则，例如由大到小调节超声波探头210相对于封装体110表面的距离，同时在各距离处获取第一点位M1的反馈波；第一点位M1的反馈波具体为超声波探头210发出的超声波由水穿过封装体110表面进入元器件100，再由第一表面101的第一点位M1反射至超声波探头210，从而得到的反馈信号波形。

步骤S113、将幅度最大的反馈波对应的聚焦参数作为第一聚焦参数。

如图7所示，当超声波探头210相对封装体110表面一定距离时，第一点位M1的反馈波，即约7.6微秒处反馈波的幅度最大，此时的聚焦参数为第一表面101上的第一聚焦参数。示例性的，本实施例中第一点位M1的反馈波为下旋波，即图7中反馈波的负波部分。

图7中，WP表示封装体110表面的回声时间，DEPTH表示封装体110表面与检视器件120上某一点，如第一点位M1或第二点位M2的回声时间，AMP表示振幅增益，FSH表示振幅增益百分比单位。

若保持该第一聚焦参数，使得超声波探头210相对封装体110表面的距离不变，对元器件100内的检视器件120整体进行扫描成像，扫描成像的结果如图8所示。可以看出，虽然第一点位M1所在的第一表面101、以及第一表面101处的导线123较为清晰，但是第二点位M2所在的第二表面102、以及第二表面102处的导线123很模糊。第一表面101和第二表面102的高度差越大，第二点位M2所在的第二表面102、以及第二表面102处的导线123越模糊。

在一些可行的实施例中，步骤S110中获取第二表面102的第二聚焦参数，具体包括：

步骤S114、控制超声波探头210移动至第二表面102上第二点位M2对应的位置。

示例性的，如图9所示，超声波探头210位于第二表面102上某一点的上方，且距离封装体110的上表面一定距离。第二点位M2可以为第二表面102上的任一点，也可为第二表面102上的指定点，例如可以为根据元器件100具体结构得出的第二表面102上距离导线123的连接点较远的一点。

步骤S115、获取超声波探头210相对封装体110表面不同距离时第二点位M2的反馈波。

示例性的，根据预设规则，例如由大到小调节超声波探头210相对于封装体110表面的距离，同时在各距离处获取第二点位M2的反馈波；第二点位M2的反馈波具体为超声波探头210发出的超声波由水穿过封装体110表面进入元器件100，再由第二表面102的第二点位M2反射至超声波探头210，从而得到的反馈信号波形。

步骤S116、将幅度最大的反馈波对应的聚焦参数作为第二聚焦参数。

如图10所示，当超声波探头210相对封装体110表面一定距离时，第二点位M2的反馈波，即约13.6微秒处反馈波的幅度最大，此时的聚焦参数为第二表面102上的第一聚焦参数。示例性的，本实施例中第二点位M2的反馈波为下旋波，即图7中反馈波的负波部分。

若保持该第二聚焦参数，使得超声波探头210相对封装体110表面的距离不变，对元器件100内的检视器件120整体进行扫描成像，扫描成像的结果如图11所示。可以看出，虽然第二点位M2所在的第二表面102、以及第二表面102处的导线123较为清晰，但是第一点位M1所在的第一表面101、以及第一表面101处的导线123明显过暗。第一表面101和第二表面102的高度差越大，超声波在封装体110内的衰减程度越严重，第一点位M1所在的第一表面101、以及第一表面101处的导线123越暗。

在另一些可行的实施例中，保存某型号元器件100第一表面101的第一聚焦参数，以及第二表面102的第二聚焦参数，后续对该型号元器件100的检视器件120进行成像时，可直接从以保存的数据中获取第一表面101的第一聚焦参数，以及获取第二表面102的第二聚焦参数。

因此，本发明实施例根据步骤S110获得的第一聚焦参数和第二聚焦参数生成扫描约束条件，以在第一聚焦参数和第二聚焦参数之间找到较优的聚焦参数，以使得元器件100内检视器件120整体的成像效果更好。

步骤S120、根据扫描约束条件对检视器件120进行扫描成像，扫描约束条件具体为根据第一聚焦参数和第二聚焦参数生成。

在一些可行的实施例中，第一聚焦参数包括封装体110表面上第一点位M1对应位置的第一回声时间，第二聚焦参数包括封装体110表面上第二点位M2对应位置的第二回声时间。

如图7所示，当超声波探头210相对封装体110表面一定距离时，第一点位M1的反馈波的幅度最大；同时可以得到此时超声波在封装体110表面上相应点处的反馈波，即5.923微秒处的波形。因此，第一聚焦参数包括封装体110表面上第一点位M1对应位置的第一回声时间，为5.923微秒。

如图10所示，当超声波探头210相对封装体110表面一定距离时，第二点位M2的反馈波的幅度最大，同时可以得到此时超声波在封装体110表面上相应点处的反馈波，即12.517微秒处的波形。因此，第二聚焦参数包括封装体110表面上第二点位M2对应位置的第二回声时间，为12.517微秒。

在一些可行的实施例中，步骤S120中根据扫描约束条件对检视器件120进行扫描成像，具体包括：

步骤S121、调整超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，如图12所示，使得封装体110表面上至少一个位置的回声时间介于第一回声时间和第二回声时间。

示例性的，将超声波探头210设于元器件100正上方的某一点，然后竖向调节超声波探头210，从而超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离改变；同时获取超声波探头210正下方的封装体110表面某一点处的反馈波，从而可以得到封装体110表面上至少一个位置的回声时间。可以多次调整超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，但是需要满足封装体110表面上相应位置的回声时间介于第一回声时间和第二回声时间，即满足该扫描约束条件。

在一些可行的实施例中，调整超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，使得封装体110表面上至少一个位置的回声时间为[max(T1，T2)－0.5×|T1－T2|]至[max(T1，T2)－0.1×|T1－T2|]之间的一数值；其中T1、T2分别表示第一回声时间、第二回声时间。

即将超声波探头210设于元器件100正上方的某一点，然后竖向调节超声波探头210，同时获取超声波探头210正下方的封装体110表面某一点处的反馈波；根据由反馈波得到的封装体110表面上相应位置的回声时间，再竖向调节超声波探头210，使得封装体110表面上相应位置的回声时间为[max(T1，T2)－0.5×|T1－T2|]至[max(T1，T2)－0.1×|T1－T2|]之间的一数值；其中T1、T2分别表示第一回声时间、第二回声时间。示例性的，第一回声时间为5.923微秒，第二回声时间为12.517微秒时，可以使得封装体110表面上相应位置的回声时间为9.22微秒至11.858微秒之间的某一数值，例如为11.384微秒或11.368微秒，或者为[max(T1，T2)－0.2×|T1－T2|]，即11.198微秒。

步骤S122、保持超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，对检视器件120进行扫描成像。

保持超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，即保持超声波在封装体110表面上的回声时间不变，对元器件100内的检视器件120整体进行扫描成像，扫描成像的结果如图13所示。可以看出，第一点位M1所在的第一表面101、以及第一表面101处的导线123足够清晰、明亮，且第二点位M2所在的第二表面102、以及第二表面102处的导线123也足够清晰、明亮，元器件100内检视器件120整体的成像效果较好。

在一些可行的实施例中，步骤S122保持超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，对检视器件120进行扫描成像之后，还包括：

步骤S123、若扫描成像的结果不满足预设条件，根据扫描约束条件微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离。

如果虽然封装体110表面上至少一个位置的回声时间介于第一回声时间和第二回声时间的某一范围或者为该范围内的某一值，扫描成像的结果还是不够清晰、明亮，则根据扫描约束条件再竖向调整超声波探头210，以微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离。

步骤S124、保持微调后的超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，对检视器件120进行扫描成像。

在微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离后，再次对检视器件120进行扫描成像，可能会得到更清晰、明亮的图像。

也可多次微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，相应的多次对检视器件120进行扫描成像，从而选取最佳的成像结果。

在另一些可行的实施例中，第一聚焦参数包括超声波探头210在第一轴上的第一坐标，第二聚焦参数包括超声波探头210在第一轴上的第二坐标；第一轴平行于超声波探头210发射超声波的方向。

在本实施例中，超声波探头210可沿竖直方向靠近或远离封装体110表面，相应的可以得到超声波探头210在沿竖直方向的第一轴上的坐标，第一轴平行于超声波探头210发射超声波的方向。如图7所示，当超声波探头210相对封装体110表面一定距离时，第一点位M1的反馈波的幅度最大，此时超声波探头210在第一轴上坐标为的第一坐标。如图10所示，当超声波探头210相对封装体110表面一定距离时，第二点位M2的反馈波的幅度最大，此时超声波探头210在第一轴上坐标为的第二坐标。

在一些可行的实施例中，步骤S120中根据扫描约束条件对检视器件120进行扫描成像，具体包括：

步骤S125、调整超声波探头210在第一轴上的坐标介于第一坐标和第二坐标之间。

示例性的，将超声波探头210设于元器件100正上方的某一点，然后竖向调节超声波探头210，从而超声波探头210在第一轴上的坐标介于第一坐标和第二坐标之间，即满足该扫描约束条件。

在一些可行的实施例中，步骤S125调整超声波探头210在第一轴上的坐标介于第一坐标和第二坐标之间，具体为：

调整超声波探头210在第一轴上的坐标为[max(Z1，Z2)－0.5×|Z1－Z2|]至[max(Z1，Z2)－0.1×|Z1－Z2|]之间的一数值；其中Z1、Z2分别表示第一坐标、第二坐标。

例如，第一坐标Z1为107毫米，第二坐标Z2为96毫米，则可以在101.5毫米至105.9毫米的坐标范围内调节超声波探头210的位置。

步骤S126、保持超声波探头210在第一轴上的坐标，对检视器件120进行扫描成像。

保持超声波探头210在第一轴上的坐标，如102.0毫米不变，即保持超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离不变，对元器件100内的检视器件120整体进行扫描成像。从扫描成像的结果可以看出第一点位M1所在的第一表面101、以及第一表面101处的导线123足够清晰、明亮，且第二点位M2所在的第二表面102、以及第二表面102处的导线123也足够清晰、明亮，元器件100内检视器件120整体的成像效果较好。

在一些可行的实施例中，步骤S126保持超声波探头210在第一轴上的坐标，对检视器件120进行扫描成像之后，还包括：

步骤S127、若扫描成像的结果不满足预设条件，根据扫描约束条件微调超声波探头210在第一轴上的坐标。

如果虽然超声波探头210在第一轴上的坐标介于第一坐标和第二坐标之间，但是扫描成像的结果还是不够清晰、明亮，则根据扫描约束条件再竖向调整超声波探头210在第一轴上的坐标，以微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离。

步骤S128、保持微调后的超声波探头210在第一轴上的坐标，对检视器件120进行扫描成像。

在微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离后，再次对检视器件120进行扫描成像，可能会得到更清晰、明亮的图像。

也可多次微调超声波探头210相对于封装体110表面之间的距离，相应的多次对检视器件120进行扫描成像，从中选取最佳的成像结果。

在一些可行的实施例中，获得的某型元器件100成像结果满足预设条件时，如获得的某型元器件100的成像结果如图13所示清晰时，保存该次扫描成像时第一点位M1对应的聚焦参数和第二点位M2对应的聚焦参数。

示例性的，该次扫描成像时，如图14所示，封装体110表面上第一点位M1对应位置的回声时间为11.384微秒，封装体110表面与第一点位M1间的回声时间为1.750微秒；如图15所示，封装体110表面上第二点位M2对应位置的回声时间为11.368微秒，封装体110表面与第二点位M2间的回声时间为1.024微秒。在下次对该型元器件100扫描成像时，可以通过超声波在封装体110表面上的回波时间调节超声波探头210在第一轴上的位置，使得封装体110表面上的回波时间为11.384微秒或11.368微秒，从而为该型元器件100的扫描成像提供关键参考。

在一些可行的实施例中，扫描成像时，通过振幅增益进一步优化成像结果。

在一些可行的实施例中，距离封装体110表面较远的第一元件121的表面，即第一表面101处的振幅增益不小于20％FSH，距离封装体110表面较近第二元件122的表面，即第二表面102处的振幅增益不大于80％FSH；再次前提下，可以尽量增大第一表面101处的振幅增益，减小第二表面102处的振幅增益。

示例性的，在本实施例中，第一点位M1处的振幅增益为27％FSH，第二点位M2处的振幅增益为76％FSH，其中FSH为振幅增益百分比单位。

在一些可行的实施例中，低密度材料透视成像方法用于对导线123为含铝导线123的检视器件120进行成像。即导线123为含铝导线123。而对于铜导线123等可以通过X光成像。

在一些可行的实施例中，低密度材料透视成像方法用于对导线123的直径不小于75微米，且不大于550微米的检视器件120进行成像。即导线123的直径不小于75微米，且不大于550微米，在此情况下，低密度材料透视成像方法的效果较高，成功率更高。

在一些可行的实施例中，低密度材料透视成像方法用于对第一元件121包括功率半导体芯片的检视器件120进行成像。示例性的，低密度材料透视成像方法用于对功率场效应管等元器件100进行扫描成像。

在一些可行的实施例中，低密度材料透视成像方法用于对塑料材质封装体110内的检视器件120进行成像。

在一些可行的实施例中，超声波的频率不大于75MHz。

12-30MHz左右的超声波可用于对厚度不大于5mm、第一表面101的回声时间和第二表面102的回声时间的差值不大于1微秒的元器件100；50MHz-75MHz的超声波可以达到局部更佳的成像效果，因为高频率会导致低景深，局部的成像效果可以得到提高。

在一些可行的实施例中，超声波的频率为15MHz。

本发明实施例提供的低密度材料透视成像方法，通过获取检视器件120内位于不同平面的第一表面101、第二表面102的第一聚焦参数、第二聚焦参数；根据由第一聚焦参数、第二聚焦参数得到的扫描约束条件对检视器件120进行扫描成像，既可以在第一表面101处得到较好的成像效果，也可以在第二表面102处得到较好的成像效果，还可以在成像结果中较好的体现连接第一表面101和第二表面102的低密度导线123；实现了在非破坏性的条件下对具有低密度导线123元器件100的扫描成像，从而可以对该类元器件100的导线123进行必要的评估，对低密度导线123的缺失，变形，多出，焊接位置异常等缺陷进行定性。

本发明实施例提供的低密度材料透视成像方法可以解决X光对低密度材料导线123，例如常见的铝线无法成像问题；无需额外投资，可以利用现有超声波扫描设备，即SAM设备实现，操作人员只需短时培训就可以进行操作。相对于传统对铝线的分析方法更高效，可以大批量分析；相对于传统对铝线的分析方法更便捷，简化分析过程；相对于传统对铝线的分析方法更快速，用时更短；相对于传统对铝线的分析方法成本更低，无需盲目的进行泡酸；相对于传统对铝线的分析方法工作量更低；失效分析结果更可靠，完善了实效分析的证据链。

实施例二

如图16所示的低密度材料透视成像方法，用于对若干元器件100的封装体110内的检视器件120进行成像。

本实施例的低密度材料透视成像方法包括以下步骤：

步骤S210、将若干元器件100按预设方式排列。

各元器件100不能有表面缺陷和脏污，如果有严重脏污和高吸收性痕量污染，如铅笔痕迹等需要清理。

示例性的，将若干同一结构或型号的元器件100排成一行，或成矩形阵列排布，可依据超声波扫描装置的扫描特性制定排列的预设方式。

步骤S220、根据如权利要求1-16中任一项的低密度材料透视成像方法对若干元器件100中的一个进行扫描成像。

先对该若干元器件100中的一个进行扫描成像，在对应于某一聚焦参数，如封装体110表面上某一点的回声时间为某一数值，或超声波探头210在第一轴上的某坐标位置时，扫描成像的结果满足预设条件，足够清晰、明亮；则若将该聚焦参数应用于其余元器件100的扫描成像，也可以获得满足预设条件的扫描成像结果。

步骤S230、若扫描成像的结果满足预设条件，根据扫描成像的聚焦参数对若干元器件100进行扫描成像。

保持对若干元器件100中的一个进行扫描成像，获得满足预设条件的扫描成像结果时的聚焦参数，根据该聚焦参数对该若干元器件100批量进行扫描成像，也可使得其余元器件100的扫描成像结果满足预设条件。

因此，在寻求较优扫描成像结果对应的较佳的聚焦参数时，只对一个元器件100扫描，可以节省流程和时间；找到该结构或型号元器件100的较佳的聚焦参数，就可以将该聚焦参数应用于其他该结构或型号元器件100的扫描聚焦，实现批量扫描成像。

示例性的，如图17所示为对一种若干元器件100超声波成像的结果示意图，如图18所示为对另一种若干元器件100超声波成像的结果示意图。

本发明实施例提供的低密度材料透视成像方法，首先通过获取一个元器件100内位于不同平面的第一表面101、第二表面102的第一聚焦参数、第二聚焦参数；根据由第一聚焦参数、第二聚焦参数得到的扫描约束条件对一个元器件100进行扫描成像，以获取该元器件100扫描成像结果较好时的聚焦参数；然后保持该聚焦参数，对若干同结构或型号的元器件100进行批量的扫描成像，从而可以大大地提高工作效率，且可实现在第一表面101处、第二表面102处得到较好的成像效果，以及在成像结果中较好的体现连接第一表面101和第二表面102的低密度导线123。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分的方法，如：

一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，若计算机程序被处理器执行，实现前述低密度材料透视成像方法的步骤。

本发明实施例的低密度材料透视成像方法可用于如图19所示的低密度材料透视成像系统。

低密度材料透视成像系统包括通用或专用的计算设备300。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。该计算设备300包括存储器310和处理器320，存储器310用于存储程序指令；若处理器320执行该程序指令，实现上述低密度材料透视成像方法的步骤。

在一些可行的实施例中，低密度材料透视成像系统还包括超声波探头210、水槽220、运动组件230、探头超声控制器240、三轴控制器250和连接于计算设备300的显示器260。其中，水槽220用于放置元器件100以及容纳水；计算设备300用于通过探头超声控制器240控制超声波探头210发出超声波以及接收回波，计算设备300还用于通过三轴控制器250控制运动组件230移动，以带动超声波探头210运动。

运动组件230包括Z轴电机231、X轴电机232、Y轴电机233，三轴控制器250控制Z轴电机231、X轴电机232、Y轴电机233分别沿三个方向运动。示例性的，本实施例中Z轴电机231为直线电机。

低密度材料透视系统的工作过程如下：将元器件100浸没于水槽220的水中，超声波探头210通过夹具固定于Z轴电机231的动子上，探头超声控制器240用来控制超声波探头210发送超声波信号和接收从元器件100返回的超声波回波信号，回波信号由计算设备300处理，例如可根据元器件100各点的回波信号的幅值生成灰度图。若要得到整个元器件100的二维图像，则需要通过X轴电机232、Y轴电机233的运动使超声波探头210完成整个二维平面内的扫描。低密度材料透视系统的机械运动控制、信号采集、图像处理等工作都可以通过该计算设备300完成。计算设备300还可以通过显示器260显示元器件100的扫描图像。

本实施例中的低密度材料透视成像系统与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的低密度材料透视成像系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

本发明实施例提供的计算设备300、低密度材料透视成像系统，可以通过获取检视器件120内位于不同平面的第一表面101、第二表面102的第一聚焦参数、第二聚焦参数；根据由第一聚焦参数、第二聚焦参数得到的扫描约束条件对检视器件120进行扫描成像，既可以在第一表面101处得到较好的成像效果，也可以在第二表面102处得到较好的成像效果，还可以在成像结果中较好的体现连接第一表面101和第二表面102的低密度导线123；实现了在非破坏性的条件下对具有低密度导线123元器件100的扫描成像，从而可以对该类元器件100的导线123进行必要的评估，对低密度导线123的缺失，变形，多出，焊接位置异常等缺陷进行定性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (18)

1.一种低密度材料透视成像方法，其特征在于：用于通过超声波对封装体内的检视器件进行成像，所述检视器件包括具有第一表面的第一元件、具有第二表面的第二元件，以及连接所述第一表面和第二表面的导线，所述第一表面与第二表面位于不同的平面，所述导线为密度低于5克每立方厘米的导线；

所述方法包括：

获取所述第一表面的第一聚焦参数，其中，所述第一聚焦参数为超声波探头相对于第一表面反馈波幅度最大时的聚焦参数；以及获取所述第二表面的第二聚焦参数，其中，所述第二聚焦参数为超声波探头相对于第二表面反馈波幅度最大时的聚焦参数；

根据扫描约束条件对所述检视器件整体进行扫描成像，得到在一幅扫描图中清晰显示所述第一表面以及第一表面处的导线、第二表面以及所述第二表面处的导线的图像；所述扫描约束条件具体为使得所述超声波探头的聚焦参数位于第一聚焦参数和第二聚焦参数之间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述获取所述第一表面的第一聚焦参数，具体包括：

控制超声波探头移动至所述第一表面上第一点位对应的位置；

获取所述超声波探头相对所述封装体表面不同距离时第一点位的反馈波；

将幅度最大的反馈波对应的聚焦参数作为第一聚焦参数；

所述获取所述第二表面的第二聚焦参数，具体包括：

控制所述超声波探头移动至所述第二表面上第二点位对应的位置；

获取所述超声波探头相对所述封装体表面不同距离时第二点位的反馈波；

将幅度最大的反馈波对应的聚焦参数作为第二聚焦参数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一聚焦参数包括所述封装体表面上所述第一点位对应位置的第一回声时间，所述第二聚焦参数包括所述封装体表面上所述第二点位对应位置的第二回声时间。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述根据扫描约束条件对所述检视器件进行扫描成像，具体包括：

调整所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，使得所述封装体表面上至少一个位置的回声时间介于所述第一回声时间和第二回声时间；

保持所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，对所述检视器件进行扫描成像。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述封装体表面上至少一个位置的回声时间为[max(T1，T2)－0.5×|T1－T2|]至[max(T1，T2)－0.1×|T1－T2|]之间的一数值；其中T1、T2分别表示所述第一回声时间、第二回声时间。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于：所述保持所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，对所述检视器件进行扫描成像之后，还包括：

若扫描成像的结果不满足预设条件，根据所述扫描约束条件微调所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离；

保持微调后的所述超声波探头相对于所述封装体表面之间的距离，对所述检视器件进行扫描成像。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一聚焦参数包括所述超声波探头在第一轴上的第一坐标，所述第二聚焦参数包括所述超声波探头在第一轴上的第二坐标；所述第一轴平行于所述超声波探头发射超声波的方向。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述根据所述扫描约束条件对所述检视器件进行扫描成像，具体包括：

调整所述超声波探头在所述第一轴上的坐标介于所述第一坐标和第二坐标之间；

保持所述超声波探头在所述第一轴上的坐标，对所述检视器件进行扫描成像。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述调整超声波探头在所述第一轴上的坐标介于所述第一坐标和第二坐标之间，具体为：

调整所述超声波探头在所述第一轴上的坐标为[max(Z1，Z2)－0.5×|Z1－Z2|]至[max(Z1，Z2)－0.1×|Z1－Z2|]之间的一数值；其中Z1、Z2分别表示所述第一坐标、第二坐标。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述保持所述超声波探头在所述第一轴上的坐标，对所述检视器件进行扫描成像之后，还包括：

若扫描成像的结果不满足预设条件，根据所述扫描约束条件微调所述超声波探头在所述第一轴上的坐标；

保持微调后的所述超声波探头在所述第一轴上的坐标，对所述检视器件进行扫描成像。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：用于对所述导线为含铝导线的检视器件进行成像。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：用于对所述导线的直径不小于75微米，且不大于550微米的检视器件进行成像。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：用于对所述第一元件包括功率半导体芯片的检视器件进行成像。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于：用于对塑料材质封装体内的所述检视器件进行成像。

15.如权利要求1-5、7-9、11-14中任一项所述的方法，其特征在于：所述超声波的频率不大于75MHz。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述超声波的频率为15MHz。

17.一种低密度材料透视成像方法，其特征在于：用于对若干元器件的封装体内的检视器件进行成像；

所述方法包括：

将所述若干元器件按预设方式排列；

根据如权利要求1-16中任一项所述的低密度材料透视成像方法对所述若干元器件中的一个进行扫描成像；

若扫描成像的结果满足预设条件，根据扫描成像的聚焦参数对所述若干元器件进行扫描成像。

18.一种低密度材料透视成像系统，其特征在于：包括计算设备、超声波探头、水槽、运动组件、探头超声控制器、三轴控制器和连接于所述计算设备的显示器；所述水槽用于放置元器件以及容纳水；所述计算设备用于通过所述探头超声控制器控制所述超声波探头发出超声波以及接收回波，所述计算设备还用于通过所述三轴控制器控制所述运动组件移动，以带动所述超声波探头运动；

所述计算设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序指令；所述处理器执行程序指令，实现如权利要求1-17中任一项所述的低密度材料透视成像方法的步骤。

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