CN114913141A - 一种基于x射线成像的bga检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于X射线成像的BGA检测方法，包括步骤：针对一种样品，选取一张标准的良品图像作为模板；通过灰度值区域分割，获取所述模板的BGA球体区域；将BGA球体区域当作一个整体，生成形状模板，用以实现被测BGA图像的阵列定位；将模板通过匹配覆盖在被测BGA图像上；逐个测算BGA球体，将被测BGA图像与所述模板进行关键参数对比，获取异常BGA点位；绘制BGA测算结果图；解决了传统检测方法耗时，效率低，不够灵活，且只能确定BGA的位置信息，无法获取其灰度信息及相关统计数据的问题，建立模型高效且灵活，只需要一张良好样品图片就可完成全部相关信息的采集且适用于各种排布的BGA球，不受外部条件限制。

Description

一种基于X射线成像的BGA检测方法

技术领域

本发明涉及X射线成像检测技术领域，尤其涉及一种基于X射线成像的BGA 检测方法。

背景技术

在当今信息时代，随着电子工业的迅猛发展，计算机、移动电话等产品日益 普及。人们对电子产品的功能要求越来越多、对性能要求越来越强，而体积要求 却越来越小、重量要求越来越轻，这就促使电子产片向多功能、高性能和小型化、 轻型化方向发展。为实现这一目标，IC芯片的特征尺寸就要越来越小，复杂程度 不断增加，浴室，电路的I/O数就越来越多，封装的I/O密度就会不断增加，为 了适应这一发展要求，一些先进的高密度封装技术应运而生，BGA(Ball Grid Array 焊球阵列封装)封装技术就是其中之一。

X射线成像能够明显的观测到BGA中锡球的大小和形态，因此利用X射线成 像技术来检测BGA的焊接状态是十分有效的，但是不同产品BGA虽都以阵列排 布，但是其排布规律大不相同，利用传统的检测方法需要对每个BGA的球点位 进行ROI检测框设计，设计ROI检测框操作繁琐，且更换不同产品时ROI需要重 新编辑，导致检测效率较低，为解决上述问题，一般采取下面两种措施：1)创 建足够大的BGA阵列库，测试BGA图片可从库中挑选相同模板，通过模板进行 编辑定位及后续测试，但是这种措施要保证BGA阵列库足够大，否则无法解决 编辑点位不同的问题，但是BGA阵列库足够大时，查找模板就会比较耗时；2) 通过CAD文件导入BGA阵列标准模板，这就导致模型的建立过于依赖CAD文件， 不够灵活；且这两种措施都只能够确定BGA的位置信息，无法获取其灰度信息 及相关统计数据。

发明内容

本发明公开的一种基于X射线成像的BGA检测方法，解决了传统检测方法 耗时，效率低，不够灵活，且只能确定BGA的位置信息，无法获取其灰度信息 及相关统计数据的问题，建立模型高效且灵活，只需要一张良好样品图片就可完 成全部相关信息的采集且适用于各种排布的BGA球，不受外部条件限制。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开一种基于X射线成像的BGA检测方法，包括以下步骤：

S1：针对一种样品，选取一张标准的良品图像作为模板；

S2：通过灰度值区域分割，获取所述模板的BGA球体区域；

S3：将所述BGA球体区域当作一个整体，生成形状模板，用以实现被测BGA 图像的阵列定位；

S4：将所述模板通过匹配覆盖在被测BGA图像上；

S5：逐个测算BGA球体，将被测BGA图像与所述模板进行关键参数对比， 获取异常BGA点位；

S6：绘制BGA测算结果图。

进一步地，在所述步骤S3中还包括：

记录所有BGA球体的直径，并统计出标准直径、最大直径和最小直径；

记录所有BGA球体的相邻间距，并统计出标准间距、最大间距和最小间距；

记录所有BGA球体在所述模板上的灰度分布，并统计出灰度分布平均值、 灰度最大值和灰度最小值。

进一步地，在所述步骤S5中包括：

被测BGA图像的球体区域和匹配后模板图像的球体区域做交集，交集得到 的面积小于0.2倍的BGA标准面积，则判断为焊球缺失。

进一步地，在所述步骤S5中包括：

对被测BGA图像的球体区域做外接圆和内圆，得到外接圆的直径和内圆直 径，将外接圆直径和内圆直径与BGA标准直径做对比，超过允许误差数据范围 的判断为焊球过小或过大。

进一步地，在所述步骤S5中包括：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以BGA标准间距为 半径作测试圆，若其周围焊球的圆心不在所述测试圆上，则判断为焊球间距异常。

进一步地，在所述步骤S5中包括：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以小于BGA标准直 径的数值为直径作测试圆，若被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球体轮廓 与测试圆有交集，则判断为焊球损伤。

进一步地，所述步骤S5中包括：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以大于BGA标准直 径的数值为直径作测试圆，若被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球体轮廓 与测试圆有交集，则判断为焊球溢出。

有益技术效果：

本发明公开一种基于X射线成像的BGA检测方法，包括以下步骤：S1：针 对一种样品，选取一张标准的良品图像作为模板；S2：通过灰度值区域分割，获 取所述模板的BGA球体区域；S3：将所述BGA球体区域当作一个整体，生成形 状模板，用以实现被测BGA图像的阵列定位；S4：将所述模板通过匹配覆盖在 被测BGA图像上；S5：逐个测算BGA球体，将被测BGA图像与所述模板进行关 键参数对比，获取异常BGA点位；S6：绘制BGA测算结果图；解决了传统检测 方法耗时，效率低，不够灵活，且只能确定BGA的位置信息，无法获取其灰度 信息及相关统计数据的问题，建立模型高效且灵活，只需要一张良好样品图片就 可完成全部相关信息的采集且适用于各种排布的BGA球，不受外部条件限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的 附图作简单地介绍。

图1为本发明所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法的步骤流程图；

图2为实施例一选取的在X射线下的BGA成像；

图3为实施例一的BGA球体区域的示意图；

图4实施例一种被测BGA图像的示意图；

图5为实施例一模板通过匹配覆盖在被测BGA图像上的示意图；

图6为焊球缺失的示意图；

图7为焊球过小/过大的示意图；

图8为焊球间距异常的示意图；

图9为焊球损伤/溢出的示意图；

图10为实施例一的BGA测算结果图；

图11为实施例二模板上BGA球体区域的示意图；

图12为实施例二被测BGA球体区域的示意图；

图13为实施例二模板匹配覆盖在被测BGA图像上；

图14为实施例二的测算结果图；

图15为BGA测算结果图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下 面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对 本发明的限制。

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明公开一种基于X射线成像的BGA检测方法，参见图1，具体包括以下 步骤：

实施例一：

S1：针对一种样品，选取一张标准的良品图像作为模板，参见图2；

S2：通过灰度值区域分割，获取所述模板的BGA球体区域；

具体地，通过算法的学习模式，通过灰度值区域分割，获得BGA球体区域， 参见图3；

S3：将所述BGA球体区域当作一个整体，生成形状模板，用以实现被测BGA 图像的阵列定位；

具体地，将图3中的白色点位当成一个整体，利用模板匹配工具生成一个形 状模板，作用于测试时的BGA阵列定位，同时进行记录下述数据

记录所有BGA球体的直径，并统计出标准直径、最大直径和最小直径；

记录所有BGA球体的相邻间距，并统计出标准间距、最大间距和最小间距；

记录所有BGA球体在所述模板上的灰度分布，并统计出灰度分布平均值、 灰度最大值和灰度最小值。

S4：将所述模板通过匹配覆盖在被测BGA图像上；

具体地，调用算法的测算模式，使用形状模板匹配工具，将模板通过匹配覆 盖在被测BGA图像上，参见图4-图5；

S5：逐个测算BGA球体，将被测BGA图像与所述模板进行关键参数对比， 获取异常BGA点位。

具体地，BGA检测比较常规的检测项包括但不限于焊球缺失、焊球过小/过 大、焊球间距异常、焊球损伤和焊球溢出。

检测焊球缺失的方法为：

被测BGA图像的球体区域和匹配后模板图像的球体区域做交集，交集得到 的面积小于0.2倍的BGA标准面积，则判断为焊球缺失，参见图6；

检测焊球过小/过大的方法为：

对被测BGA图像的球体区域做外接圆和内圆，得到外接圆的直径和内圆直 径，将外接圆直径和内圆直径与BGA标准直径做对比，超过允许误差数据范围 的判断为焊球过小或过大，参见图7；

检测焊球间距异常的方法为：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以BGA标准间距为 半径作测试圆，若其周围焊球的圆心不在所述测试圆上，则判断为焊球间距异常， 参见图8；

检测焊球损伤的方法为：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以小于BGA标准直 径的数值为直径作测试圆，若被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球体轮廓 与测试圆有交集，则判断为焊球损伤，参见图9；

检测焊球溢出的方法为：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以大于BGA标准直 径的数值为直径作测试圆，若被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球体轮廓 与测试圆有交集，则判断为焊球溢出，参见图9。

S6：绘制BGA测算结果图，完成测算。

具体地，本实施例一的BGA测算结果图图10所示。

实施例二：

S1：本实施例选取图11为模板图像；

S2：通过灰度值区域分割，获取所述模板的BGA球体区域，参见图12；

S3：将所述BGA球体区域当作一个整体，生成形状模板，用以实现被测BGA 图像的阵列定位；

被测BGA在X射线下成像如图13；

S4：将模板通过匹配覆盖在被测BGA图像上，即图12覆盖在图13上，参 见图14；

S5：逐个测算BGA球体，将被测BGA图像与所述模板进行关键参数对比， 获取异常BGA点位，即进行焊球缺失、焊球过小/过大、焊球间距异常、焊球损 伤和焊球溢出的判断；

S6：绘制BGA测算结果图，完成测算，参见图15。

本发明公开的一种基于X射线成像的BGA检测方法，只需要该样品的一张 良好样品的图片即可完成相关信息的全部采集，灵活、高效；且该方法可适配各 种排布的BGA焊球，不受外部条件局限，适用性广泛。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、 “具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特 征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书 中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的 具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适 的方式结合。

以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围 进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发 明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护 范围内。

Claims (7)

1.一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：针对一种样品，选取一张标准的良品图像作为模板；

S2：通过灰度值区域分割，获取所述模板的BGA球体区域；

S3：将所述BGA球体区域当作一个整体，生成形状模板，用以实现被测BGA图像的阵列定位；

S4：将所述模板通过匹配覆盖在被测BGA图像上；

S5：逐个测算BGA球体，将被测BGA图像与所述模板进行关键参数对比，获取异常BGA点位；

S6：绘制BGA测算结果图。

2.根据权利要求1所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中还包括：

记录所有BGA球体的直径，并统计出标准直径、最大直径和最小直径；

记录所有BGA球体的相邻间距，并统计出标准间距、最大间距和最小间距；

记录所有BGA球体在所述模板上的灰度分布，并统计出灰度分布平均值、灰度最大值和灰度最小值。

3.根据权利要求1所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中包括：

被测BGA图像的球体区域和匹配后模板图像的球体区域做交集，交集得到的面积小于0.2倍的BGA标准面积，则判断为焊球缺失。

4.根据权利要求1所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中包括：

对被测BGA图像的球体区域做外接圆和内圆，得到外接圆的直径和内圆直径，将外接圆直径和内圆直径与BGA标准直径做对比，超过允许误差数据范围的判断为焊球过小或过大。

5.根据权利要求1所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中包括：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以BGA标准间距为半径作测试圆，若其周围焊球的圆心不在所述测试圆上，则判断为焊球间距异常。

6.根据权利要求1所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中包括：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以小于BGA标准直径的数值为直径作测试圆，若被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球体轮廓与测试圆有交集，则判断为焊球损伤。

7.根据权利要求1所述的一种基于X射线成像的BGA检测方法，其特征在于，所述步骤S5中包括：

以被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球心为圆心，以大于BGA标准直径的数值为直径作测试圆，若被测BGA图像的球体区域内任一焊球的球体轮廓与测试圆有交集，则判断为焊球溢出。

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