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[發(fā)明專利]基于復(fù)合激勵的TSV故障非接觸式測試方法在審

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201910095503.4 申請日: 2019-01-31
公開(公告)號: CN110018407A 公開(公告)日: 2019-07-16
發(fā)明(設(shè)計)人: 尚玉玲;談敏;尚云舒;李春泉;黃紅艷 申請(專利權(quán))人: 桂林電子科技大學(xué)
主分類號: G01R31/28 分類號: G01R31/28
代理公司: 南寧東智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45117 代理人: 巢雄輝;裴康明
地址: 541004 廣西*** 國省代碼: 廣西;45
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 峰均比 非接觸式測試 復(fù)合激勵 加性高斯白噪聲 等效電氣模型 電路仿真軟件 非接觸式探頭 射頻載波信號 包絡(luò)檢波器 差值確定 電容耦合 電學(xué)測試 仿真測試 復(fù)合測試 故障特征 激勵信號 輸出響應(yīng) 物理故障 硅通孔 靈敏度 同頻率 檢測 實測 調(diào)制 電路 估算 施加 測試 優(yōu)化
【權(quán)利要求書】:

1.一種基于復(fù)合激勵的TSV故障非接觸式測試方法,其特征在于,包括以下步驟:

S1、建立存在物理結(jié)構(gòu)故障的多個硅通孔(穿過硅片的通道,Through Silicon Vias,TSVs)等效電路模型并驗證電路模型的正確性;

S2、合成復(fù)合測試激勵信號;

S3、利用串?dāng)_耦合理論,以硅通孔(TSV)為受害載體,探盤為攻擊信號載體,建立基于電容耦合的非接觸測試結(jié)構(gòu);

S4、對無故障的多個硅通孔(穿過硅片的通道,Through Silicon Vias,TSVs)等效電路進(jìn)行多音抖動仿真測試;

S5、對有故障的多個硅通孔(穿過硅片的通道,Through Silicon Vias,TSVs)等效電路進(jìn)行相應(yīng)的仿真測試,記錄測試結(jié)果,并計算峰均比,再改變物理結(jié)構(gòu)故障的類型、特征尺寸因素再進(jìn)行仿真測試并記錄峰均比,整理數(shù)據(jù)并繪制出峰均比與-硅通孔故障特征尺寸的關(guān)系圖;

S6、測試結(jié)果對比,將硅通孔(TSV)有、無故障時的測試結(jié)果進(jìn)行對比并計算峰均比差值,當(dāng)差值的絕對值大于0.1時說明硅通孔(TSV)存在故障,并根據(jù)峰均比的差異程度判斷故障類型和大小,從而實現(xiàn)對故障的檢測;

S7、運(yùn)用實際的硬件電路產(chǎn)生步驟 2 中用到的多音合成測試激勵信號,利用任意波形發(fā)生器產(chǎn)生所需的多音信號,并添加高斯白噪聲,再經(jīng)過低噪聲放大器對其進(jìn)行放大,使用射頻信號發(fā)生器產(chǎn)生相同頻率的射頻載波信號,并與處理后的多音信號進(jìn)行調(diào)制,得到多音抖動復(fù)合測試信號;

S8、將實際待測硅通孔(TSV)通過非接觸式結(jié)構(gòu)與測試平臺的引腳相連,并將多音抖動復(fù)合測試信號施加于測試平臺的非接觸探盤,通過包絡(luò)檢波器測量得到輸出端的峰值與均方根值電壓,計算得峰均比;

S9、將實際檢測值與峰均比-TSV故障特征尺寸的關(guān)系圖中的峰均比值作對比,根據(jù)峰均比差值確定被測硅通孔(TSV)是否存在故障以及存在何種故障。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:

步驟S1中所述的物理結(jié)構(gòu)故障包括空洞、針孔、裂紋和錯位故障類型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:

步驟S1中所述的建立存在物理結(jié)構(gòu)故障的等效電路模型,包括如下步驟:

S111、以多個硅通孔(Through Silicon Vias,TSVs)結(jié)構(gòu)為對象,建立多個硅通孔(Through Silicon Vias,TSVs)等效電氣模型,并提取出RLGC(電阻-電感-電導(dǎo)-電容參數(shù))元件的解析方程;

S112、分析各物理結(jié)構(gòu)故障的形成機(jī)理并建立相應(yīng)的故障等效電路模型;

S113、根據(jù)具有設(shè)計參數(shù)(如物理尺寸和材料屬性)的物理結(jié)構(gòu)故障導(dǎo)出各故障等效電路元件參數(shù)的數(shù)學(xué)計算公式;

S114、將多個硅通孔(Through Silicon Vias,TSVs)等效電氣模型與故障等效電路模型相結(jié)合得到存在物理結(jié)構(gòu)故障的多個硅通孔(Through Silicon Vias,TSVs)等效電路模型。;

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:

步驟S1中所述的驗證電路模型的正確性,包括以下步驟:

S111、在ADS軟件中對多個硅通孔(Through Silicon Vias,TSVs)電學(xué)模型進(jìn)行S參數(shù)的仿真分析;

S112、用全波三維電磁場模擬器(HFSS或者Q3D)仿真建模結(jié)果來驗證提取的相關(guān)的多個硅通孔(Through Silicon Vias,TSVs)電路模型的正確性,即比較兩者的S參數(shù),當(dāng)其相對誤差小于3%時,表明驗證正確。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:

步驟S2所述復(fù)合激勵信號,首先是在仿真軟件平臺上設(shè)計產(chǎn)生一個符合測試需求的多音信號,然后并將加性高斯白噪聲添加到多音信號上,再將該信號經(jīng)低噪聲放大器放大,再與一個同頻率的射頻載波信號進(jìn)行調(diào)制,生成復(fù)合測試激勵信號。

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