Automatic Detection and Visualization of Microcracks in Semiconductor Packages using Rule-based Pattern Recognition Analysis of Laser Thermography Images

본 연구는 레이저 열화상 영상에 대한 규칙기반 패턴인식 분석을 통해 반도체 패키지 내 미세 균열을 자동으로 검출하고 시각화하는 기법을 제안한다. 반도체 패키지 미세 균열은 레이저 가진 시 열전달을 방해하여 국부적인 열응답 왜곡 및 불연속적인 온도 분포를 유발하며, 본 연구는 이러한 왜곡 특성 추적을 균열 검출의 핵심 원리로 활용한다. 제안 기법은 Frangi 필터로 균열의 선형적 특징을 강조하고, 이중 임계값 히스테리시스 기법을 통해 높은 신뢰도로 미세 균열을 자동 검출하고 시각화한다. 또한, 균열 검출 단계에서 영상 노이즈로 인한 과검을 최소화하기 위해 머신 비전 기반 규칙을 적용한다. 실제 실험 결과, 폭 5 ㎛ 균열을 미검출 없이 100% 식별하였으며, 정상 시편에 대해서도 오검출이 발생하지 않아 검사 신뢰성을 입증하였다. 본 연구는 미세 균열 검출을 정량화된 알고리즘으로 구현했다는 점에서 의의가 있으며, 향후 반도체 패키지 균열 검사의 핵심 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.