CN116309568B - 一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及质量检测技术领域，具体涉及一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统。该方法获取焊接芯片图像的待测焊脚区，根据各待测焊脚区内像素点的灰度值获取暗环区域，对暗环区域内的像素点进行圆拟合得到拟合优度，获取暗环区域的角点数量，对待测焊脚区进行圆检测得到圆环区域，获得圆环区域与暗环区域的重合度，并结合拟合优度、角点数量和重合度获取暗环位置显著度，依据待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域的纹理特征获取焊接均匀度，结合暗环位置显著度和焊接均匀度获取待测焊脚区的焊接质量完成度，对芯片焊脚进行检测，本发明根据待测焊脚区呈现的暗环特征显著程度和焊锡膏均匀程度进行分析，提高了芯片焊脚焊接质量检测的准确性。

Description

一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统

技术领域

本发明涉及质量检测技术领域，具体涉及一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统。

背景技术

BGA为球状引脚栅格阵列封装技术，是一种高密度表面装配封装技术，可以在体积不变的前提下提高内存容量，且散热性能和电性能更好，所以主板控制芯片组多采用此类封装技术。电子芯片BGA封装为机器自动贴装，整体生产成本低、效率高，但BGA焊点隐藏在芯片底部，焊接、装配后无法直接对焊脚直接进行检测。

X射线检测为无损检测，可以展示出芯片下方焊球的内部焊接情况。当芯片焊脚的焊接质量良好时，焊锡膏完全熔融且完全湿润电路板，此时芯片的引脚会被焊锡膏完整包裹。在X射线图像中，可以明显看到在芯片焊脚的BGA焊球中间有一圈颜色较深的圆环，该圆环被称为暗环；暗环为衡量BGA芯片焊接质量的重要物理特性。

现有技术将焊接BGA芯片后的电路板定位在高温震动组件上，采用红外热像数据 检测与过孔连接或有测试点的焊点的焊接情况，采用X光图像对未与过孔连接且无测试点 的焊点进行检测，对中间焊点进行面积评价，对边缘焊点检测其是否存在暗环（）， 以达到初步检测焊点焊接情况的目的，根据检测焊点质心坐标与行直线和列直线的垂直距 离进一步确认焊点焊接情况，确认焊接BGA芯片的焊接质量。该方法对芯片的中间焊点检测 仅通过焊点区域面积对焊点的焊接质量进行度量，而通过焊点区域面相较于依据焊点焊接 良好时呈现明显的暗环特征对焊接质量判断的准确性较低，导致对中间焊点的焊接质量判 断存在误差，进而使芯片焊点焊接质量检测出现偏差。

发明内容

为了解决依据反映焊接质量不准确的面积特征对焊点焊接质量进行判断，导致芯片焊点焊接质量检测出现偏差的技术问题，本发明的目的在于提供一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明一个实施例提供了一种芯片焊脚焊接质量检测方法，该方法包括：

通过附带X光光源的相机获取焊接芯片图像，获取所述焊接芯片图像内至少两个待测焊脚区；

根据每个所述待测焊脚区内像素点的灰度值获取对应待测焊脚区内的暗环区域；对所述暗环区域内的像素点进行圆拟合得到对应暗环区域的拟合优度；获取所述暗环区域的角点数量；对所述待测焊脚区进行圆检测，获得圆环区域；获得所述圆环区域与所述暗环区域的重合度；结合所述拟合优度、所述角点数量和所述重合度获取所述待测焊脚区的暗环位置显著度；

依据所述待测焊脚区中所述暗环区域和非暗环区域内像素点的纹理特征获取对应待测焊脚区的焊接均匀度；

结合所述暗环位置显著度和所述焊接均匀度获取对应待测焊脚区的焊接质量完成度；

基于每个所述待测焊脚区的所述焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接质量进行检测。

进一步地，所述圆环区域的获取方法，包括：

对每个待测焊脚区进行霍夫圆检测获取至少三个圆，将位置最近的两个圆之间的区域作为对应待测焊脚区的圆环区域。

进一步地，所述重合度的获取方法，包括：

统计每个待测焊脚区的圆环区域内暗环像素点的数量作为暗环点数量，将所述暗环点数量与对应圆环区域内像素点的总数量的比值作为所述重合度。

进一步地，所述暗环位置显著度的获取方法，包括：

获取构成每个待测焊脚区的圆环区域的两个圆的圆心，计算两个圆心之间的欧氏距离作为圆心距；

将拟合优度作为分子，角点数量与预设常数的和作为分母得到的比值作为暗环特征值；将所述圆心距与预设常数之和作为第一值，将所述重合度与第一值的比值作为暗环位置值；将所述暗环特征值与所述暗环位置值的乘积作为对应待测焊脚区的暗环位置显著度。

进一步地，所述焊接均匀度的获取方法，包括：

分别计算每个待测焊脚区的暗环区域和非暗环区域内各像素点的灰度值的均值，依次得到对应待测焊脚区的暗环灰度均值和非暗环灰度均值，分别获取每个待测焊脚区内的暗环区域和非暗环区域对应的灰度共生矩阵，根据暗环区域的灰度共生矩阵获取暗环熵和暗环逆差矩，依据非暗环区域的灰度共生矩阵获取非暗环熵和非暗环逆差矩；

将暗环灰度均值和非暗环灰度均值之间的差值的绝对值与暗环灰度均值的比值作为区域深色差异度；将暗环逆差矩与非暗环逆差矩之和作为分子，暗环熵与非暗环熵之和作为分母得到的比值作为区域均匀度；将所述区域深色差异度和所述区域均匀度的乘积作为对应待测焊脚区的焊接均匀度。

进一步地，所述焊接质量完成度的获取方法，包括：

将每个待测焊脚区的暗环位置显著度与焊接均匀度的乘积作为对应待测焊脚区的焊接质量完成度。

进一步地，所述基于每个所述待测焊脚区的所述焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接质量进行检测的方法，包括：

对每个待测焊脚区的焊接质量完成度进行归一化处理，得到归一化焊接质量完成度；

设置焊接质量阈值，当归一化焊接质量完成度大于等于焊接质量阈值时，则认为待测焊脚区的焊接质量良好；当归一化焊接质量完成度小于焊接质量阈值时，则认为待测焊脚区的焊接质量不佳；

当存在焊接质量不佳的待测焊脚区时，则认为焊接芯片图像对应的芯片质量不合格；当所有待测焊脚区的焊接质量均良好时，则认为焊接芯片图像对应的芯片质量合格。

进一步地，所述待测焊脚区的获取方法，包括：

对焊接芯片图像中像素点的灰度值使用最大类间方差法获取焊脚分割阈值，将焊接芯片图像中灰度值小于焊脚分割阈值的像素点组成的区域作为焊接芯片图像的待测焊脚区。

进一步地，所述暗环区域的获取方法，包括：

对每个待测焊脚区内像素点的灰度值使用最大类间方差法获取暗环分割阈值，将对应待测焊脚区内灰度值小于暗环分割阈值的像素点作为暗环像素点，将暗环像素点组成的区域作为对应待测焊脚区的暗环区域。

第二方面，本发明另一个实施例提供了一种芯片焊脚焊接质量检测系统，该系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现上述任意一项方法的步骤。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例中考虑到焊接区域的暗环特征能够准确反映焊接质量的好坏，暗环具有明显的光学特征，因此通过附带X光光源的相机获取焊接芯片图像用于焊接质量检测。为了对芯片中每个焊脚的焊接情况进行针对性分析，获取焊接芯片图像中焊脚对应的各个待测焊脚区；当芯片的焊脚焊接质量良好时，则焊接芯片图像中对应区域会出现明显暗环，所以依据待测焊脚区内是否出现明显的暗环对焊脚的焊接质量进行判断，获取每个待测焊脚区内的暗环区域，由于暗环呈圆环状且区域边缘较为光滑，所以分别对暗环区域内的像素点进行圆拟合得到拟合优度、获取暗环区域的角点数量，以拟合优度和角点数量两个指标作为判断暗环的重要依据，提高了待测焊脚区内暗环判断的准确性；暗环区域以深颜色特征进行筛选，由于芯片焊脚区域位置可能出现圆形干扰区域，为防止圆形干扰区域对暗环特征判断的干扰，对待测焊脚区进行圆检测获得圆环区域，通过圆环区域与暗环区域的重合度可以确定焊脚内暗环存在的可能性，结合拟合优度、角点数量和重合度获取待测焊脚区的暗环位置显著度；当芯片焊脚的焊接质量较为良好时，则暗环越明显，待测焊脚区内暗环区域和非暗环区域的灰度差异越大，为避免待测焊脚区内灰度值差异较大影响暗环区域和非暗环区域内均匀度的判断，分别依据待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域内像素点的灰度值获取对应待测焊脚区的焊接均匀度；从待测焊脚区内暗环特征的显著程度和锡焊膏的均匀程度两方面对焊脚的焊接情况进行判断，即结合暗环位置显著度和焊接均匀度获取对应待测焊脚区的焊接质量完成度，基于每个待测焊脚区的焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接质量进行检测，提高了对每个焊脚焊接情况的判断精度，降低了仅通过简单的梯度变化对焊点出现的暗环特征进行度量而导致焊脚检测出现偏差的概率，进而实现对芯片焊脚焊接进行质量检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明一个实施例所提供的一种芯片焊脚焊接质量检测方法的步骤流程图；

图2为本发明一个实施例所提供的待测焊脚区内暗环示意图；

图3为本发明一个实施例所提供的待测焊脚区内圆环区域示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

本发明所针对的具体场景：对焊接完成的BGA封装芯片获取X射线图像，根据焊脚焊接位置的焊球的暗环特征对焊脚质量进行检测。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种芯片焊脚焊接质量检测方法及系统的步骤流程图，该方法包括：

步骤S1：通过附带X光光源的相机获取焊接芯片图像，获取焊接芯片图像内至少两个待测焊脚区。

对焊接完成的BGA封装芯片使用X光发射机进行环照射，获取X射线图像，将X射线图像记为焊接芯片图像。需要注意的是，焊接芯片图像为灰度图像。为使后续分析更加精确，对焊接芯片图像进行直方图均衡化以增强图像的对比度和细节。其中，直方图均衡化为公知技术，具体方法在此不做介绍。

为了对芯片中每个焊脚的焊接情况进行针对性分析，获取芯片中各个焊脚在焊接芯片图像中对应区域。对焊接芯片图像中像素点的灰度值使用最大类间方差法获取焊脚分割阈值，将焊接芯片图像中灰度值小于焊脚分割阈值的像素点组成的区域作为焊接芯片图像的待测焊脚区，待测焊脚区即为芯片中各个焊脚在焊接芯片图像中对应的区域。其中，最大类间方差法为公知技术，具体方法在此不做介绍。

步骤S2：根据每个待测焊脚区内像素点的灰度值获取对应待测焊脚区内的暗环区域；对暗环区域内的像素点进行圆拟合得到对应暗环区域的拟合优度；获取暗环区域的角点数量；对待测焊脚区进行圆检测，获得圆环区域；获得圆环区域与暗环区域的重合度；结合拟合优度、角点数量和重合度获取待测焊脚区的暗环位置显著度。

当芯片焊脚的焊接质量良好时，则焊锡膏完全熔融且完全湿润电路板，此时芯片的引脚会被焊锡膏完整包裹，在X射线图像中，可以明显看到在芯片焊脚的BGA焊球中间有一圈颜色较深的圆环，该圆环被称为暗环；暗环为衡量BGA芯片焊接质量的重要物理特性。本发明根据BGA芯片焊接良好时呈现出明显的暗环的物理特性，对芯片焊脚的焊接质量进行分析。

当芯片焊脚的焊接质量良好时，则芯片焊脚在焊接芯片图像中对应的待测焊脚区会出现明显的暗环，图2为本发明一个实施例所提供的待测焊脚区内暗环示意图，如图2所示，图2中左边图像为焊接芯片图像中某个待测焊脚区，图2中右边图像中虚线L1与虚线L2之间的区域为该待测焊脚区的暗环。

因为通过分析各待测焊脚区内是否有明显的暗环，能够判断待测焊脚区对应芯片焊脚的焊接质量情况，所以获取每个待测焊脚区的暗环区域，以便对各芯片焊脚的焊接情况进行详细分析。由于待测焊脚区内暗环区域的颜色较深，所以对每个待测焊脚区内像素点的灰度值使用最大类间方差法获取暗环分割阈值，将对应待测焊脚区内灰度值小于暗环分割阈值的像素点作为暗环像素点，将暗环像素点组成的区域作为对应待测焊脚区的暗环区域。

已知暗环呈圆环状且暗环的圆环较窄，下面从暗环的环状特征和位置特征两方面对每个待测焊脚区中暗环区域呈现出的特征进行如下分析：

（1）根据暗环的环状特征对待测焊脚区进行分析。

对焊接芯片图像中每个待测焊脚区中暗环区域内包含的各像素点使用最小二乘法与圆进行拟合，得到对应待测焊脚区内暗环区域的拟合优度R。拟合优度反映了暗环区域内暗环像素点分布位置与圆的一致性，当暗环像素点与圆之间的一致性越大，则拟合优度越大，说明暗环区域分布越符合暗环特征。由于暗环对应区域呈圆环分布，则区域边缘较为光滑，对暗环区域进行角点检测，将检测到暗环区域的角点数量记为n，当角点数量越小，说明暗环区域越符合暗环特征。其中，最小二乘法与圆进行拟合、角点检测均为公知技术，具体方法在此不做介绍。

（2）依据暗环的位置特征对待测焊脚区进行分析。

由于暗环的圆环较窄，对每个待测焊脚区进行霍夫圆检测获取至少三个圆，将位置最近的两个圆之间的区域作为对应待测焊脚区的圆环区域，圆环区域对应待测焊脚区中暗环所在位置。图3为本发明一个实施例所提供的待测焊脚区内圆环区域示意图，如图3所示，图3中三个圆是对待测焊脚区进行霍夫圆检测获取的圆，灰度环形区域为待测焊脚区的圆环区域。当待测焊脚区进行霍夫圆检测获取的圆的数量少于三个时，则对应待测焊脚区不存在圆环区域。其中，霍夫圆检测为公知技术，具体方法在此不做介绍。

每个待测焊脚区中暗环区域的获取依据较深颜色特征，而圆环区域的获取依据暗 环形态特征进行筛选。根据观察，在芯片焊脚区域位置可能会出现圆形干扰区域，为防止圆 形干扰区域的影响，分别从两个特征对待测焊脚区内的暗环进行筛选。通过对每个待测焊 脚区的暗环区域和与暗环区域重合程度进行分析，则可以精确地确定芯片焊脚内是否存在 暗环。统计每个待测焊脚区的圆环区域内暗环像素点的数量作为暗环点数量，将暗环点数 量与对应圆环区域内像素点的总数量的比值作为重合度，将重合度记为，当待测焊脚区的 重合度越大，说明该待测焊区对应芯片焊脚的焊接质量越好。需要注意的是，当待测焊脚区 内不存在圆环区域，则本发明实施例中对应待测焊脚区的重合度取经验值0。

由于待测焊脚区的圆环区域对应暗环位置，且暗环呈环状，所以构成暗环的两个圆之间的圆心位置应比较接近，则对应圆环区域的两个圆的圆心之间的距离较近，获取构成每个待测焊脚区的圆环区域的两个圆的圆心，计算两个圆心之间的欧氏距离作为圆心距，将圆心距记为d，以圆心距作为判断对应待测焊脚区内暗环存在的指标。需要注意的是，当待测焊脚区内不存在圆环区域时，则本发明实施例中对应待测焊脚区的圆心距d取经验值30。

（3）结合每个待测焊脚区的内暗环区域的拟合优度R、角点数量n、重合度以及圆 心距d获取对应待测焊脚区的暗环位置显著度。

将拟合优度作为分子，角点数量与预设常数的和作为分母得到的比值作为暗环特征值；将圆心距与预设常数之和作为第一值，将重合度与第一值的比值作为暗环位置值；将暗环特征值与暗环位置值的乘积作为对应待测焊脚区的暗环位置显著度。每个待测焊脚区的暗环位置显著度p的计算公式如下：

式中，R为待测焊脚区内暗环区域的拟合优度，n为待测焊脚区内暗环区域的角点 数量，为待测焊脚区中暗环区域与圆环区域的重合度，d为待测焊脚区中圆环区域的圆心 距；t为预设常数，取经验值1，作用为防止分母为0使式子无意义。

需要说明的是，拟合优度反映了待测焊脚区中暗环区域内暗环像素点分布位置与 圆的一致性，当拟合优度R越大，说明选取的暗环区域越接近待测焊脚区中暗环的实际位 置，由于暗环对应区域呈圆环分布，则区域边缘较为光滑，当从待测焊脚区内暗环区域中检 测到的角点数量n越少，说明暗环区域的边缘越光滑，则暗环区域为待测焊脚区中暗环的可 能性较大，即暗环位置显著度p越大；当待测焊脚区中暗环区域与圆环区域的重合度越大， 说明从较深颜色特征和暗环形态特征两方面获取待测焊脚区的暗环对应位置较为接近，且 待测焊脚区中圆环区域的圆心距d越小，表明反映暗环位置的圆环区域越符合暗环的环状 特征，则暗环位置显著度p越大，说明待测焊脚区对应芯片焊脚的焊接质量越好。

步骤S3：依据待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域内像素点的纹理特征获取对应待测焊脚区的焊接均匀度。

当芯片焊脚的焊接质量越良好时，则待测焊脚区中暗环区域呈现出的暗环越明显，导致待测焊脚区内暗环区域和非暗环区域的灰度差异越大，基于待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域内像素点的纹理特征获取对应待测焊脚区内焊锡膏的均匀程度。

为避免待测焊脚区内灰度值差异较大影响暗环区域和非暗环区域内均匀度的判断，分别计算每个待测焊脚区的暗环区域和非暗环区域内各像素点的灰度值的均值，依次得到对应待测焊脚区的暗环灰度均值和非暗环灰度均值，分别获取每个待测焊脚区内的暗环区域和非暗环区域对应的灰度共生矩阵，根据暗环区域的灰度共生矩阵获取暗环熵和暗环逆差矩，依据非暗环区域的灰度共生矩阵获取非暗环熵和非暗环逆差矩。

作为一个示例，由于待测焊脚区内暗环区域与非暗环区域的灰度差异较大，所以需要对待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域分开进行分析，需要说明的是，非暗环区域为对应待测焊脚区中除了暗环区域内各暗环像素点的其他像素点组成的区域。计算待测焊脚区的暗环区域内各像素点的灰度值的均值，得到对应待测焊脚区的暗环灰度均值g1，计算待测焊脚区的非暗环区域内各像素点的灰度值的均值，得到对应待测焊脚区的非暗环灰度均值g2。同时，当芯片焊脚的焊接质量越为良好，则焊脚在焊接芯片图像中对应待测焊脚区内出现明显暗环特征越明显，且亮度和颜色越为均匀，但是当有缺陷存在时，会破坏这种均匀性。为避免待测焊脚区内暗环的存在影响到区域内焊锡膏均匀程度的判断，分别对待测焊脚区内的暗环区域和非暗环区域内纹理特征进行评价。分别获取每个待测焊脚区内暗环区域的灰度共生矩阵和非暗环区域的灰度共生矩阵，根据暗环区域的灰度共生矩阵获取暗环熵ent1和暗环逆差矩idm1，依据非暗环区域的灰度共生矩阵获取非暗环熵ent2和非暗环逆差矩，idm2。逆差矩反映了图像纹理的同质性，即度量图像纹理局部变化的多少，当图像纹理局部越为均匀时，逆差矩越大。熵是图像所具有的信息量的度量，可衡量图像中纹理的非均匀程度或复杂程度，当区域内越均匀时，熵越小。其中，灰度共生矩阵的获取以及根据灰度共生矩阵获得逆差矩和熵均为公知技术，具体方法在此不做介绍。

依据每个待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域的灰度均值、熵和逆差矩获取对应待测焊脚区内焊锡膏的均匀程度。将暗环灰度均值和非暗环灰度均值之间的差值的绝对值与暗环灰度均值的比值作为区域深色差异度；将暗环逆差矩与非暗环逆差矩之和作为分子，暗环熵与非暗环熵之和作为分母得到的比值作为区域均匀度；将区域深色差异度和区域均匀度的乘积作为对应待测焊脚区的焊接均匀度。每个待测焊脚区的焊接均匀度w的计算公式如下：

式中，g1为待测焊脚区的暗环灰度均值，g2为待测焊脚区的非暗环灰度均值，idm1 为待测焊脚区内暗环区域的暗环逆差矩，idm2为待测焊脚区内非暗环区域的非暗环逆差 矩，ent1为待测焊脚区内暗环区域的暗环熵，ent2为待测焊脚区内非暗环区域的非暗环熵，为绝对值函数。

需要说明的是，当芯片焊脚的焊接质量良好时，则待测焊脚区内暗环区域和非暗 环区域的灰度差异越大，即暗环呈现深色特征越明显，区域深色差异度反映了待测焊 脚区内暗环区域与非暗环区域之间灰度差异的情况，当越大，则待测焊脚区内暗环区 域和非暗环区域的灰度差异越大，即暗环呈现出深色特征越明显，说明芯片焊脚的焊接质 量良好，则待测焊脚区内焊锡膏的均匀程度w越大；当芯片焊脚的焊接质量越为良好，待测 焊脚区内不同区域的亮度和颜色越为均匀，逆差矩反映了图像纹理局部变化程度，熵是衡 量图像中纹理复杂程度，当待测焊脚区的暗环区域和非暗环区域对应的逆差矩越大，同时 待测焊脚区的暗环区域和非暗环区域对应的熵越小，表明暗环区域和非暗环区域的纹理局 部越均匀，则待测焊脚区内焊锡膏的均匀程度越大，即焊接均匀度w越大。

步骤S4：结合暗环位置显著度和焊接均匀度获取对应待测焊脚区的焊接质量完成度。

待测焊脚区内呈现出的暗环特征的显著程度和焊锡膏的均匀程度，是判断待测焊脚区对应的芯片焊脚的焊接质量的重要依据。

结合待测焊脚区的暗环位置显著度和焊接均匀度，对待测焊脚区的焊接质量情况进行分析，将每个待测焊脚区的暗环位置显著度与焊接均匀度的乘积作为对应待测焊脚区的焊接质量完成度。每个待测焊脚区的焊接质量完成度c的计算公式如下：

式中，p为待测焊脚区的暗环位置显著度，w为待测焊脚区的焊接均匀度。

需要说明的是，待测焊脚区内呈现出的暗环特征的显著程度越明显，即暗环位置 显著度越大，对应待测焊脚区对应的芯片焊脚的焊接质量越好，则对应待测焊脚区的焊接 质量完成度越大；待测焊脚区内焊锡膏的均匀程度越大，即焊接均匀度越大，焊接时该焊脚 位置的焊膏越为均匀，则芯片焊脚的焊接质量越好，焊接质量完成度c越大。

至此，芯片焊接图像中每个待测焊脚区均有衡量芯片焊脚焊接情况的焊接质量完成度。

步骤S5：基于每个待测焊脚区的焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接质量进行检测。

焊接质量完成度反映了待测焊脚区对应芯片焊脚的焊接质量情况，根据焊接芯片图像中每个待测焊脚区的焊接质量完成度，划分芯片焊脚的焊接质量等级。

对每个待测焊脚区的焊接质量完成度进行归一化处理，得到归一化焊接质量完成度；设置焊接质量阈值，当归一化焊接质量完成度大于等于焊接质量阈值时，则认为待测焊脚区的焊接质量良好；当归一化焊接质量完成度小于焊接质量阈值时，则认为待测焊脚区的焊接质量不佳。当存在焊接质量不佳的待测焊脚区时，则认为焊接芯片图像对应的芯片质量不合格；当所有待测焊脚区的焊接质量均良好时，则认为焊接芯片图像对应的芯片质量合格。当芯片的质量被检测为不合格时，需要对该芯片做报废处理。

本发明实施例中焊接质量阈值取经验值0.5。

综上所述，本发明实施例中，获取焊接芯片图像的各个待测焊脚区，根据各待测焊脚区内像素点的灰度值获取暗环区域，对暗环区域内的像素点进行圆拟合得到拟合优度，获取暗环区域的角点数量，对待测焊脚区进行圆检测得到圆环区域，获得圆环区域与暗环区域的重合度，并结合拟合优度、角点数量和重合度获取暗环位置显著度，依据待测焊脚区中暗环区域和非暗环区域的纹理特征获取焊接均匀度，结合暗环位置显著度和焊接均匀度获取待测焊脚区的焊接质量完成度，基于焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接情况进行检测，本发明根据待测焊脚区呈现的暗环特征的显著程度和焊锡膏的均匀程度进行分析，提高了芯片焊脚焊接质量检测的准确性。

基于与上述方法实施例相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种芯片焊脚焊接质量检测系统，该系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现上述一种芯片焊脚焊接质量检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤。该一种芯片焊脚焊接质量检测方法在上述实施例中已经详细说明，不再赘述。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，该方法包括：

通过附带X光光源的相机获取焊接芯片图像，获取所述焊接芯片图像内至少两个待测焊脚区；

根据每个所述待测焊脚区内像素点的灰度值获取对应待测焊脚区内的暗环区域；对所述暗环区域内的像素点进行圆拟合得到对应暗环区域的拟合优度；获取所述暗环区域的角点数量；对所述待测焊脚区进行圆检测，获得圆环区域；获得所述圆环区域与所述暗环区域的重合度；结合所述拟合优度、所述角点数量和所述重合度获取所述待测焊脚区的暗环位置显著度；

依据所述待测焊脚区中所述暗环区域和非暗环区域内像素点的纹理特征获取对应待测焊脚区的焊接均匀度；

结合所述暗环位置显著度和所述焊接均匀度获取对应待测焊脚区的焊接质量完成度；

基于每个所述待测焊脚区的所述焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接质量进行检测；

所述暗环位置显著度的获取方法，包括：

获取构成每个待测焊脚区的圆环区域的两个圆的圆心，计算两个圆心之间的欧氏距离作为圆心距；

将拟合优度作为分子，角点数量与预设常数的和作为分母得到的比值作为暗环特征值；将所述圆心距与预设常数之和作为第一值，将所述重合度与第一值的比值作为暗环位置值；将所述暗环特征值与所述暗环位置值的乘积作为对应待测焊脚区的暗环位置显著度；

所述焊接均匀度的获取方法，包括：

分别计算每个待测焊脚区的暗环区域和非暗环区域内各像素点的灰度值的均值，依次得到对应待测焊脚区的暗环灰度均值和非暗环灰度均值，分别获取每个待测焊脚区内的暗环区域和非暗环区域对应的灰度共生矩阵，根据暗环区域的灰度共生矩阵获取暗环熵和暗环逆差矩，依据非暗环区域的灰度共生矩阵获取非暗环熵和非暗环逆差矩；

将暗环灰度均值和非暗环灰度均值之间的差值的绝对值与暗环灰度均值的比值作为区域深色差异度；将暗环逆差矩与非暗环逆差矩之和作为分子，暗环熵与非暗环熵之和作为分母得到的比值作为区域均匀度；将所述区域深色差异度和所述区域均匀度的乘积作为对应待测焊脚区的焊接均匀度。

2.根据权利要求1所述的一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，所述圆环区域的获取方法，包括：

对每个待测焊脚区进行霍夫圆检测获取至少三个圆，将位置最近的两个圆之间的区域作为对应待测焊脚区的圆环区域。

3.根据权利要求1所述的一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，所述重合度的获取方法，包括：

统计每个待测焊脚区的圆环区域内暗环像素点的数量作为暗环点数量，将所述暗环点数量与对应圆环区域内像素点的总数量的比值作为所述重合度。

4.根据权利要求1所述的一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，所述焊接质量完成度的获取方法，包括：

将每个待测焊脚区的暗环位置显著度与焊接均匀度的乘积作为对应待测焊脚区的焊接质量完成度。

5.根据权利要求1所述的一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，所述基于每个所述待测焊脚区的所述焊接质量完成度对芯片焊脚的焊接质量进行检测的方法，包括：

对每个待测焊脚区的焊接质量完成度进行归一化处理，得到归一化焊接质量完成度；

设置焊接质量阈值，当归一化焊接质量完成度大于等于焊接质量阈值时，则认为待测焊脚区的焊接质量良好；当归一化焊接质量完成度小于焊接质量阈值时，则认为待测焊脚区的焊接质量不佳；

当存在焊接质量不佳的待测焊脚区时，则认为焊接芯片图像对应的芯片质量不合格；当所有待测焊脚区的焊接质量均良好时，则认为焊接芯片图像对应的芯片质量合格。

6.根据权利要求1所述的一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，所述待测焊脚区的获取方法，包括：

对焊接芯片图像中像素点的灰度值使用最大类间方差法获取焊脚分割阈值，将焊接芯片图像中灰度值小于焊脚分割阈值的像素点组成的区域作为焊接芯片图像的待测焊脚区。

7.根据权利要求1所述的一种芯片焊脚焊接质量检测方法，其特征在于，所述暗环区域的获取方法，包括：

对每个待测焊脚区内像素点的灰度值使用最大类间方差法获取暗环分割阈值，将对应待测焊脚区内灰度值小于暗环分割阈值的像素点作为暗环像素点，将暗环像素点组成的区域作为对应待测焊脚区的暗环区域。

8.一种芯片焊脚焊接质量检测系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现上述权利要求1-7任意一项所述一种芯片焊脚焊接质量检测方法的步骤。