[发明专利]集成电路红外显微无损检测仪

说明书

技术领域

本发明属于非接触式红外显微无损检测及红外图像处理技术领域，特别是一种能够对大规模集成电路进行故障区域诊断的红外显微无损检测仪。

背景技术

集成电路故障诊断和引线焊接质量的无损检测方法一直是大家所关心的问题。目前国内外传统检查缺陷的方法是用机械力推(或拉)动测试和局部引脚通电测试，但它已不适应输入/输出端点多达几百个以上，引线间距小于0.1mm的集成电路引线焊接质量的检测，且检测为破坏性，不足之处显而易见。尤其是现在的集成电路其集成化已经非常的高，内部元器件密度非常大且引脚更加紧密。

在现有的技术方法中有一种激光扫描声学显微镜(简称SLAM)可作为一种超声无损检测技术，由于能给出被测物体内部结构的声显微图像，反映出被测物体的机械弹性参数分布，在一些模拟性试验中可以发现集成电路焊接质量缺陷。但是在实际测量中需要根据被测对象选择合造的声波入射角、声换能器输入功率等条件，以满足检测要求，实际应用中还存在缺陷图像失效的情况。

发明内容

针对背景技术中现有技术的不足与局限，本发明提出了一种新型集成电路缺陷诊断设备——集成电路红外显微无损检测仪。

该设备可以通过检测出集成电路的热辐射分布，并用独特设计的阵列式红外显微镜头对热辐射分布实时拍摄，获取集成电路的详细局部热分布红外显微图像，再通过后续的红外热像的预处理技术发现集成电路中存在缺陷的具体部位。

本发明提出的集成电路红外显微无损检测仪，包含三个模块：红外热辐射采集模块、红外显微热像采集模块和红外热像预处理模块。红外热辐射采集模块从辐射源开始包括：待检测集成电路、红外准直透镜组和矩形光阑；红外显微热像采集模块包括：红外显微镜头阵列、成像透镜、红外热像仪(采用高分辨率焦平面阵列探测器)和处理电路；红外热像预处理模块包括图像存储与处理，红外热像预处理模块的任务由计算机完成。

所述的红外准直透镜组由两个红外透镜组成，直径为102mm，两个透镜具有相同的焦距，且两个镜头间距离为两倍焦距，经准直后红外辐射近似平行。

所述的矩形光阑，其矩形孔的大小可实时调节，根据被测集成电路的大小来实时手动确定孔的大小。因此可保证后方系统得到的信息来自于集成电路部分。

所述的红外显微镜头阵列，创新性设计了辐射量采集镜头，规模较大的集成电路难以用单镜头对其完全成像，不能保证所成像携带集成电路信息的完整性。设计的红外显微镜头阵列为12×12分布，单个小显微镜头直径尺寸在8mm，单镜头紧密排列，集成电路各个区域的辐射信息会被单镜头分别获得，可保证获得详细的区域信息，所述的单个显微镜头为红外镜片，可接收红外辐射信息，有效孔径为79.5mm，单透镜间距为1mm，整个阵列由前方矩形光阑的大小确定实际有效的个数。

在红外显微镜头阵列的后方设计有一个用于成像的透镜，成像透镜为红外透镜，透镜直径为100mm，可将前方显微镜头阵列采集到的信息整体成像到该透镜后方的焦平面上，该透镜后面的焦平面处为红外探测器。

所述的高分辨率红外热像仪，内部采用的红外探测器为640×480的焦平面阵列，可实现高分辨率成像。

显微镜头阵列、成像透镜及红外探测器集成在一起，组成集成电路红外显微无损检测仪的红外成像模块。

所述的红外热像预处理模块中的图像预处理包括：红外图像灰度化处理、灰度图像平滑去噪、边缘检测，最后进行边缘的特征提取，得到缺陷部位的边缘信息。

本发明的优点和积极效果：本发明设计了一种显微镜头阵列，创新性地采用12×12阵列式显微镜头，组成阵列的单个镜头可分别采集集成电路各个区域的辐射信息，这样可以分区域提取集成电路内部详细的红外辐射信息。对集成电路的显微红外辐射进行热成像，热像中会包含电路内部的缺陷信息，经计算机图像的预处理后可以得到集成电路内部的辐射分布，缺陷处会有明显轮廓差异体现，可以完成大规模集成电路的无损缺陷检测。

整个检测过程不会破坏原有集成电路，属于无损检测范畴。在工业生产及仪器维修方便会起到很大的帮助作用。

附图说明

图1检测仪辐射采集光路。

图2检测仪工作模块结构图。

图3工作原理框图。

图释：11待测集成电路，12准直透镜组，13矩形光阑，14红外显微透镜阵列，15成像透镜，16成像透镜焦平面，17红外热像仪。

下面结合附图进一步说明本发明的具体内容。

具体实施方式

实施例