CN108802051B - 一种柔性ic基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法，***包括图像采集子***、缺陷检测模块以及数据分析模块。方法包括：1)图像采集子***控制显微镜对柔性基板进行定位拍照；2)通过“输入图像保护机制”，确保输入图像是覆膜柔性基板直线线路部位；3)提取覆膜柔性基板缺陷存疑区域；4)通过形态学处理对该二值图进行椒盐噪声的去除、凸干扰点的剔除以及区域细小空洞的填补；5)对确定含有缺陷的柔性基板图样计算多特征数值；6)判断该柔性基板图样中的缺陷从属于哪一类别，并在原图像中对缺陷区域进行标注。本发明较好地避免不同光照强度下柔性基板成像检测的缺陷误报，对覆膜基板多类缺陷的同时检测具有较高的准确率。

Description

一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法

技术领域

本发明属于缺陷检测的技术领域，涉及一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法。

背景技术

随着FICS使用率的加大和质量要求的提高，人们越来越多地关注FICS表面质量检测。从一开始的缺陷存在与否的判定，到IC晶圆的划痕、边缘破损判定，到IC引脚缺陷、残胶缺陷判定，到FICS线宽线距孔径大小测量、短路开路判定，可看出，对于FICS的检测是由粗略的缺陷存在与否判定到具体缺陷类别判定的趋势。贴膜FICS成品的质量检测更多集中在氧化、气泡、折痕、异物等缺陷的检测上。然而目前，针对覆膜线路这两类缺陷的检测算法或论文寥寥无几，尤其气泡类缺陷往往出现在玻璃制品、药丸等其它领域的检测上。本***及方法不仅实现多类缺陷的同时检测，能较好地避免不同光照强度下覆膜柔性基板直线线路部位成像检测的缺陷误报，且在准确率和工作效率上都能适应工厂的现场要求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法，本发明能较好地避免不同光照强度下覆膜柔性基板直线线路部位成像检测的缺陷误报，并且在准确率和工作效率上都能适应工厂的现场要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***，包括图像采集子***、缺陷检测模块以及数据分析模块；

所述图像采集子***，用于控制显微镜对载物平台上放置的柔性基板进行定位拍照，目标位置为覆膜直线线路所在区域位置；

所述缺陷检测模块，用于提取柔性基板输入图样的二值图，判断该二值图中存在缺陷的确定性，再对确定含有缺陷的该柔性基板图样提取缺陷区域，计算多特征数值；

所述数据分析模块，用于判断该基板直线线路部位的缺陷类别，并对缺陷区域进行标注。

作为优选的技术方案，所述图像采集子***包括运动控制模块和图像采集模块；

所述运动控制模块，用脉冲信号控制载物平台移动到目标位置供相机拍照；

所述图像采集模块，控制显微镜对载物平台上放置的柔性IC基板进行拍照。

本发明还提供了一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，包括下述步骤：

S1、图像采集子***控制显微镜对载物平台上放置的柔性基板进行定位拍照，目标位置是覆膜直线线路所在区域位置；

S2、通过“输入图像保护机制”，确保缺陷检测方法的输入图像是覆膜柔性基板直线线路部位，否则弹窗警告并退出检测流程；

所述“输入图像保护机制”目标是为了防止非覆膜柔性基板直线线路部位图样的输入导致检测过程奔溃，对***乃至硬件机台造成不必要的影响；

S3、提取覆膜柔性基板缺陷存疑区域，即将二值图中代表缺陷存疑的区域置1，其余区域置0；

S4、通过形态学处理对该二值图进行椒盐噪声的去除、凸干扰点的剔除以及区域细小空洞的填补；

S5、按缺陷检测模块要求，先判断该二值图中存在缺陷的确定性，再对确定含有缺陷的该柔性基板图样计算多特征数值；

S6、按数据分析模块要求，基于多特征的联合分析，判断该柔性基板图样中的缺陷从属于哪一类别，并在原图像中对缺陷区域进行标注。

作为优选的技术方案，所述步骤S1包括：

S1.1、针对覆膜柔性基板的直线线路部位进行缺陷的精密检测，因此目标采集图样集中在直线线路部位，非直线线路部位不作采图操作处理；

S1.2、现场批量生产的柔性基板，其模板数据信息都有存档，通过划分每一类柔性基板中直线线路所在区域并将所有定位坐标信息存入***数据库，即可建立覆膜柔性基板直线线路部位模板数据库；

S1.3按数据库中对应目标基板的直线线路坐标位置换算成脉冲信号，控制载物平台移动到目标位置进行图像采集。

作为优选的技术方案，所述步骤S2包括：

S2.1输入图像保护机制，保证只有输入图像是本***针对对象才可进行缺陷检测，否则弹窗警告并退出检测程序；

S2.2、统计输入图像的平滑直方图，若直方图中双峰值都处在低灰度值处且相距不远则视为输入图像合法，继续检测流程，否则停止检测并弹窗警告；

S2.3、在图像一半宽度位置从上往下检索每条直线线路的中心点位置，以每个中心点为中心，从0°开始，以10°为间隔画直线作线性检测；

S2.4、线性检测是指落在直线上的目标区域长度占比，若线性检测得到的占比值大于设定阈值，则视为输入图像合法，继续检测流程，否则停止检测并弹窗警告。

作为优选的技术方案，所述步骤S3包括下述步骤：

S3.1、基于输入图像的平滑直方图中较高峰值三倍大小的自适应阈值分割能实现气泡或折痕缺陷区域的提取分割；

S3.2、采用基于插值法的直方图平滑，设步长step，对直方图f上某点x，按下面公式计算其平滑后的值temp：

S3.3、设覆膜柔性基板灰度图为I1，其缺陷存疑区域二值图为I2，阈值T为灰度平滑直方图中较高峰灰度值的三倍大小值，则有二值图与灰度图的转化公式如下：

I₂＝(I₁)≥T。

作为优选的技术方案，所述步骤S4包括：

S4.1、针对二值图像采用3*3模板大小的中值滤波器，保证基板输入图样细节的同时，尽可能消除二值图中类似椒盐噪声的干扰点；

S4.2、进行闭操作，及先膨胀后腐蚀，弥合较窄的间断和细长的沟壑，消除小空洞，填补轮廓线中的断裂；

S4.3将传入后续检测方法中的该二值图内的信息由两部分组成：一是白色区域代表缺陷存疑区域，二是其余区域代表无关信息。

作为优选的技术方案，所述步骤S4.2中，采用的“十”字型结构元能较好的对滤波后二值图进行目标区域当中细小空洞的填补。

作为优选的技术方案，所述步骤S5包括：

S5.1、从二值图中进行轮廓提取，计算每一轮廓所包含的面积，若小于某一设定阈值，则视为干扰而非缺陷处理，不作后面的特征计算处理；

S5.2、对确定存在缺陷的图片，计算其三类特征的数值，包括缺陷区域个数、矩形度以及圆形度；

S5.3、矩形度体现的是二维物体占其最小外接矩形的面积比例大小，定义为R＝S₀/S_MER，其中S₀是该物体的面积，S_MER是其最小外接矩形的面积；

S5.4、圆形度是从二维空间的不规则度出发，指和标准圆形的近似程度，其计算公式如下，其中A表示物体在其二值图中的成像区域面积，C表示物体在图像中的成像区域周长，R表示圆度：

作为优选的技术方案，所述步骤S6包括：

S6.1针对单一特征，通过观察不同缺陷类型在该特征下的数值规律，并设定阈值分类规则；

S6.2计算输入覆膜柔性基板图样在不同特征下的分类判断结果，并以数量居多的那一类别作为最终返回的分类结果，记录到***数据库中；

S6.3、除了计算分析出该覆膜柔性基板直线线路部位缺陷类别以外，还会在输入原图上对缺陷部位进行标注，以供工程师或现场操作人员察看。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法对现场工作平台上的柔性IC基板进行气泡和折痕类缺陷的同时检测，着重利用规则进行检测，能较好地避免不同光照强度下覆膜柔性基板直线线路部位成像检测的缺陷误报，并且在准确率和工作效率上都能适应工厂的现场要求。

附图说明

图1为本发明实施例的一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测方法的流程示意图。

图2为本发明实施例的一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的结构框图。

图3为本发明实施例的柔性IC基板直线线路部位气泡缺陷识别效果示意图。

图4为本发明实施例的柔性IC基板直线线路部位折痕缺陷识别效果示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例的一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测方法包括以下步骤：

S1、图像采集子***控制显微镜对载物平台上放置的柔性基板进行定位拍照，目标位置是覆膜直线线路所在区域位置；

S2、通过“输入图像保护机制”，确保缺陷检测算法的输入图像是覆膜柔性基板直线线路部位，否则弹窗警告并退出算法流程；

S3、提取覆膜柔性基板缺陷存疑区域，即将二值图中代表缺陷存疑的区域置1，其余区域置0；

S4、通过形态学处理对该二值图进行椒盐噪声的去除、凸干扰点的剔除以及区域细小空洞的填补；

S5、按缺陷检测模块要求，先判断该二值图中存在缺陷的确定性，再对确定含有缺陷的该柔性基板图样计算多特征数值；

S6、按数据分析模块要求，基于多特征的联合分析，判断该柔性基板图样中的缺陷从属于哪一类别，并在原图像中对缺陷区域进行标注。

步骤S2所述“输入图像保护机制”目标是为了防止非覆膜柔性基板直线线路部位图样的输入导致算法奔溃，对***乃至硬件机台造成不必要的影响。

步骤S1所述图像采集过程可理解为：

1)本***及方法针对覆膜柔性基板的直线线路部位进行缺陷的精密检测，因此目标采集图样集中在直线线路部位，非直线线路部位不作采图操作处理；

2)现场批量生产的柔性基板，其模板数据信息都有存档，通过划分每一类柔性基板中直线线路所在区域并将所有定位坐标信息存入本***数据库，即可建立本文所需覆膜柔性基板直线线路部位模板数据库；

3)按数据库中对应目标基板的直线线路坐标位置换算成脉冲信号，控制载物平台移动到目标位置进行图像采集。

步骤S2所述“输入图像保护机制”可理解为：

1)输入图像保护机制，用于保证只有输入图像是本***算法针对对象(直线线路)才可进行算法检测，否则弹窗警告并退出算法程序；

2)统计输入图像的平滑直方图，若直方图中双峰值都处在低灰度值处且相距不远则视为输入图像合法，继续算法流程，否则停止检测并弹窗警告；

3)在图像一半宽度位置从上往下检索每条直线线路的中心点位置，以每个中心点为中心，从0°开始，以10°为间隔画直线作线性检测；

4)线性检测是指落在直线上的目标区域长度占比，若线性检测得到的占比值大于本***设定阈值，则视为输入图像合法，继续算法流程，否则停止检测并弹窗警告。

步骤S3所述对覆膜柔性基板缺陷存疑区域的提取可理解为：

1)基于输入图像的平滑直方图中较高峰值三倍大小的自适应阈值分割能实现气泡或折痕缺陷区域的提取分割；

2)这里采用基于插值法的直方图平滑，设步长step，对直方图f上某点x，按下面公式计算其平滑后的值temp：

3)设覆膜柔性基板灰度图为I1，其缺陷存疑区域二值图为I2，阈值T为灰度平滑直方图中较高峰灰度值的三倍大小值，则有二值图与灰度图的转化公式如下：

I₂＝(I₁)≥T

步骤S4所述对二值图的形态学处理包括：

1)针对二值图像采用3*3模板大小的中值滤波器，保证基板输入图样细节的同时，尽可能消除二值图中类似椒盐噪声的干扰点；

2)再进行闭操作，及先膨胀后腐蚀，弥合较窄的间断和细长的沟壑，消除小空洞，填补轮廓线中的断裂，本***采用的“十”字型结构元能较好的对滤波后二值图进行目标区域当中细小空洞的填补；

3)至此，将传入后续算法中的该二值图内的信息由两部分组成：一是白色区域代表缺陷存疑区域，二是其余区域代表无关信息。

步骤S5对确定含有缺陷的该柔性基板图样计算多特征数值，具体为：

1)从二值图中进行轮廓提取，计算每一轮廓所包含的面积，若小于某一设定阈值，则视为干扰而非缺陷处理，不作后面的特征计算处理；

2)对确定存在缺陷的图片，计算其三类特征的数值，包括缺陷区域个数、矩形度以及圆形度；

3)矩形度体现的是二维物体占其最小外接矩形的面积比例大小，定义为R＝S₀/S_MER，其中S₀是该物体的面积，S_MER是其最小外接矩形的面积；

4)圆形度是从二维空间的不规则度出发，指和标准圆形的近似程度，其计算公式如下，其中A表示物体在其二值图中的成像区域面积，C表示物体在图像中的成像区域周长，R表示圆度：

步骤S6基于多特征的联合分析，判断该柔性基板图样中的缺陷从属于哪一类别，具体为：

1)针对单一特征，通过观察不同缺陷类型在该特征下的数值规律，如气泡缺陷在圆形度这一特征下数值较高，折痕缺陷在圆形度特征下数值较低的规律，设定阈值分类规则；

2)计算输入覆膜柔性基板图样在不同特征下的分类判断结果，并以数量居多的那一类别作为最终返回的分类结果，记录到***数据库中；

3)除了计算分析出该覆膜柔性基板直线线路部位缺陷类别以外，本***会在输入原图上对缺陷部位进行标注，以供工程师或现场操作人员察看。

如图2所示，本实施例的柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***包括图像采集子***(包括运动控制模块和图像采集模块)、缺陷检测模块以及数据分析模块，其中：

图像采集子***，用于控制显微镜对载物平台上放置的柔性基板进行定位拍照，目标位置为覆膜直线线路所在区域位置，包括：

1)运动控制模块，用脉冲信号控制载物平台移动到目标位置供相机拍照；

2)图像采集模块，控制显微镜对载物平台上放置的柔性IC基板进行拍照。

缺陷检测模块，用于提取柔性基板输入图样的二值图，判断该二值图中存在缺陷的确定性，再对确定含有缺陷的该柔性基板图样提取缺陷区域，计算多特征数值；

数据分析模块，用于判断该基板直线线路部位的缺陷类别，并对缺陷区域进行标注。

如图3所示，本实施例的柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***对检测到的气泡缺陷存在区域进行成功的识别并圈画出来。

如图4所示，本实施例的柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***对检测到的折痕缺陷存在区域进行成功的识别并圈画出来。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM、磁盘或光盘等。

综上所述，本发明的一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***及方法对现场工作平台上的柔性IC基板进行气泡和折痕类缺陷的同时检测，着重利用规则进行检测，能较好地避免不同光照强度下覆膜柔性基板直线线路部位成像检测的缺陷误报，并且在准确率和工作效率上都能适应工厂的现场要求。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，***包括图像采集子***、缺陷检测模块以及数据分析模块；

所述图像采集子***，用于控制显微镜对载物平台上放置的柔性基板进行定位拍照，目标位置为覆膜直线线路所在区域位置；

所述缺陷检测模块，用于提取柔性基板输入图样的二值图，判断该二值图中存在缺陷的确定性，再对确定含有缺陷的该柔性基板图样提取缺陷区域，计算多特征数值；

所述数据分析模块，用于判断该基板直线线路部位的缺陷类别，并对缺陷区域进行标注；

方法包括下述步骤：

S1、图像采集子***控制显微镜对载物平台上放置的柔性基板进行定位拍照，目标位置是覆膜直线线路所在区域位置；

S2、通过“输入图像保护机制”，确保缺陷检测方法的输入图像是覆膜柔性基板直线线路部位，否则弹窗警告并退出检测流程；

所述“输入图像保护机制”目标是为了防止非覆膜柔性基板直线线路部位图样的输入导致检测过程崩溃，对***乃至硬件机台造成不必要的影响；

所述步骤S2包括：

S2.1输入图像保护机制，保证只有输入图像是本***针对对象才可进行缺陷检测，否则弹窗警告并退出检测程序；

S2.2、统计输入图像的平滑直方图，若直方图中双峰值都处在低灰度值处且相距不远则视为输入图像合法，继续检测流程，否则停止检测并弹窗警告；

S2.3、在图像一半宽度位置从上往下检索每条直线线路的中心点位置，以每个中心点为中心，从0°开始，以10°为间隔画直线作线性检测；

S2.4、线性检测是指落在直线上的目标区域长度占比，若线性检测得到的占比值大于设定阈值，则视为输入图像合法，继续检测流程，否则停止检测并弹窗警告；

S3、提取覆膜柔性基板缺陷存疑区域，即将二值图中代表缺陷存疑的区域置1，其余区域置0；

S4、通过形态学处理对该二值图进行椒盐噪声的去除、凸干扰点的剔除以及区域细小空洞的填补；

S5、按缺陷检测模块要求，先判断该二值图中存在缺陷的确定性，再对确定含有缺陷的该柔性基板图样计算多特征数值；

S6、按数据分析模块要求，基于多特征的联合分析，判断该柔性基板图样中的缺陷从属于哪一类别，并在原图像中对缺陷区域进行标注。

2.根据权利要求1所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S1.1、针对覆膜柔性基板的直线线路部位进行缺陷的精密检测，因此目标采集图样集中在直线线路部位，非直线线路部位不作采图操作处理；

S1.2、现场批量生产的柔性基板，其模板数据信息都有存档，通过划分每一类柔性基板中直线线路所在区域并将所有定位坐标信息存入***数据库，即可建立覆膜柔性基板直线线路部位模板数据库；

S1.3按数据库中对应目标基板的直线线路坐标位置换算成脉冲信号，控制载物平台移动到目标位置进行图像采集。

3.根据权利要求1所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括下述步骤：

S3.1、基于输入图像的平滑直方图中较高峰值三倍大小的自适应阈值分割能实现气泡或折痕缺陷区域的提取分割；

S3.2、采用基于插值法的直方图平滑，设步长step，对直方图f上某点x，按下面公式计算其平滑后的值temp：

S3.3、设覆膜柔性基板灰度图为I1，其缺陷存疑区域二值图为I2，阈值T为灰度平滑直方图中较高峰灰度值的三倍大小值，则有二值图与灰度图的转化公式如下：

I₂＝(I₁)≥T。

4.根据权利要求1所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S4.1、针对二值图像采用3*3模板大小的中值滤波器，保证基板输入图样细节的同时，尽可能消除二值图中类似椒盐噪声的干扰点；

S4.2、进行闭操作，即 先膨胀后腐蚀，弥合较窄的间断和细长的沟壑，消除小空洞，填补轮廓线中的断裂；

S4.3将传入后续检测方法中的该二值图内的信息由两部分组成：一是白色区域代表缺陷存疑区域，二是其余区域代表无关信息。

5.根据权利要求4所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述步骤S4.2中，采用的“十”字型结构元能较好的对滤波后二值图进行目标区域当中细小空洞的填补。

6.根据权利要求4所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

S5.1、从二值图中进行轮廓提取，计算每一轮廓所包含的面积，若小于某一设定阈值，则视为干扰而非缺陷处理，不作后面的特征计算处理；

S5.2、对确定存在缺陷的图片，计算其三类特征的数值，包括缺陷区域个数、矩形度以及圆形度；

S5.3、矩形度体现的是二维物体占其最小外接矩形的面积比例大小，定义为R＝S₀/S_MER，其中S₀是该物体的面积，S_MER是其最小外接矩形的面积；

S5.4、圆形度是从二维空间的不规则度出发，指和标准圆形的近似程度，其计算公式如下，其中A表示物体在其二值图中的成像区域面积，C表示物体在图像中的成像区域周长，R表示圆度：

7.根据权利要求4所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述步骤S6包括：

S6.1针对单一特征，通过观察不同缺陷类型在该特征下的数值规律，并设定阈值分类规则；

S6.2计算输入覆膜柔性基板图样在不同特征下的分类判断结果，并以数量居多的那一类别作为最终返回的分类结果，记录到***数据库中；

S6.3、除了计算分析出该覆膜柔性基板直线线路部位缺陷类别以外，还会在输入原图上对缺陷部位进行标注，以供工程师或现场操作人员察看。

8.根据权利要求1所述一种柔性IC基板直线线路气泡及折痕缺陷检测***的检测方法，其特征在于，所述图像采集子***包括运动控制模块和图像采集模块；

所述运动控制模块，用脉冲信号控制载物平台移动到目标位置供相机拍照；

所述图像采集模块，控制显微镜对载物平台上放置的柔性IC基板进行拍照。

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