基于温度传感阵列的TSV内部缺陷检测技术研究

来源：电子测量技术杂志2024年第8期北京时间：

作者：聂磊，于晨睿，张鸣，骆仁星

单位：1.湖北工业大学机械工程学院 武汉 430068; 2.湖北泰和电气有限公司 襄阳 441057

摘要：在TSV三维集成领域，由于TSV内部缺陷的微小化和检测的不可接触性，寻找一个无损、灵敏且高效的内部缺陷检测方法尤为重要。针对这一挑战，提出了一种基于温度传感阵列的TSV内部缺陷检测方法。内部缺陷对TSV三维封装芯片的外部温度分布产生了影响，这些温度分布呈现出有规律的变化，每一种缺陷类型都会导致外部温度分布产生不同的偏差。利用温度传感阵列测量这些分布变化对缺陷进行有效的识别与分类。根据工作状态下的芯片产生的热信号以揭示其内部的缺陷信息，设计了基于温度传感阵列的检测系统。通过理论分析与仿真模拟，构建了模拟芯片工作状态下的温度分布和热变化的模型。实验中，以芯片样品的样本制备和测试平台搭建为基础，同时利用分类识别模型成功实现了对内部缺陷的有效分类，准确率高达99.17%。这种检测方法为高密度和微型化芯片的可靠性分析和故障诊断提供了一个经济高效的新途径。

关键词：硅通孔;内部缺陷;传感阵列;检测技术;LSTM

基金资助：湖北省科技创新人才计划（2023DJC048）资助、湖北省自然科学基金(2022CFB473)项目资助