[发明专利]一种TSV封装缺陷检测装置及其检测方法

摘要

本发明提供了一种TSV缺陷检测装置及其检测方法，本发明装置包括：三维空间移动定位平台、半导体激光激励单元、热图像采集单元、信号重构与处理单元和控制单元，采用共轭激光束对TSV样片进行热激励，并测量TSV样片表面温度分布及其随时间演变状况，得到序列热图像，然后利用时间插值及图像超分辨率重构技术得到具有更高时间和空间解析度的温度/热信号，通过更丰富的高频信号特征进行TSV失效预测和缺陷诊断。

主权项

1.一种TSV封装缺陷检测方法，适用于以下检测装置，装置包括三维空间移动定位平台、半导体激光激励单元、热图像采集单元、信号重构与处理单元和控制单元，所述三维空间移动定位平台(1)含有载物支架，可在X、Y、Z三个方向上平移，在XY、XZ、YZ平面内转动，实现TSV样片(2)的调焦和定位；半导体激光激励单元采用共轭激光束对TSV样片施加热激励；热图像采集系统使用红外热成像仪(7)测量TSV样片表面温度场，并将热图像序列保存于主控计算机(8)中；信号重构与处理系统对热图像/温度序列值进行重构，并进行缺陷智能辨识；控制系统由主控计算机(8)协调控制各单元进行操作；所述半导体激光激励单元包括半导体激光器(3)、激光分束器(4)和两个激光准直扩束器(5)和(6)，半导体激光器(3)的中心波长为810nm；所述信号重构与处理单元包含专用测量软件，可对热图像序列信号进行时间和空间超分辨率重构；其方法包含如下步骤：a.采用共轭激光束对被测TSV样片进行热激励；b.测量所述样片温度的演变信息，得到热图像序列；c.对热图像序列温度值进行时间域超分辨率重构，时间域超分辨率重构是指对热图像序列温度值进行插值和拟合，从而获得任意时刻的热图像，突破设备的帧频限制，对于序列热图像中位任意位置(m，n)的温度值，当有采集时间样本数据t＝(t1,t2,…tK)，有对应的温度值P(m,n)＝(p1,p2,…pK)，寻找函数，使其满足P(m,n)＝F(t)，从而获得任意时刻的温度值；d.对热图像序列温度值进行空间域超分辨率重构，空间域超分辨率重构即由低分辨率图像通过自学习方式获得高分辨图像，步骤d.中基于单帧或多帧热图像，进行空间域超分辨率重建，以低分辨图像中点为中心的块通过模糊采样并反向推演得到对应位置块并逐步构建低/高分辨率库以获得包含更丰富细节信息的高频热图像，提高红外探测空间解析度；e.对重构后的热图像或温度信号进行特征提取和优选，利用专家系统进行TSV封装失效预测及缺陷智能诊断。