Elektronik paketlerin niceliksel tahribatsız muayenesi için ısıl difüzyon görüntüleme

Artan transistor sayısı ve ürün boyutunun küçülmesi elektronik paketlerde ısıl yönetim sorunlarına sebep olmaktadır. Isıl arayüz malzemeleri, yüksek yoğunluklu bağlantılı paketlerde pasif ısıl yönetimini sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Isıl ara yüz malzemeleri, çip ile birleştirilmiş ısı dağıtıcı arasındaki ısıl temas direncini azaltarak ısı kaybına yardımcı olur. Bu nedenle, çip tarafından üretilen ısının paketten etkili bir şekilde uzaklaştırılması için ısıl arayüz malzemesinin kalitesi son derece önemlidir. Güvenilir bir ısıl performansı sağlayacak, kabul edilebilir kalitede bir ısıl arayüz malzemesi elde edebilmek için paket montaj süreci geliştirilmesinde ısıl arayüz malzemesindeki kusurların tespit edilmesi gerekir. Bu amaçla X-ray görüntüleme veya bilgisayar destekli tarama ses mikroskobu gibi niteliksel yöntemler kullanılabildiği gibi, ısıl görüntüleme tabanlı niceliksel tahribatsız muayene de bir alternatif olarak sunulmaktadır. Bu çalışmada, masaüstü bilgisayarların ve sunucuların işlemcilerinde kullanılan ve birleştirilmiş ısı dağıtıcı ve çipin farklı boyutlarda olmasından kaynaklanan yayılma etkisini gösteren yüksek yoğunluklu bağlantılı ters yüz edilmiş çipler değerlendirilmiştir. Elektronik paketin ısıl tepkisinin ölçümü neticesinde oluşan ters problemi çözerek, kusur büyüklüğü ve yeri tespit edilmiştir. Ters problemler doğası gereği kötü konumlanmış olduğundan ve bu nedenle sistemin düzenlileştirilmesi gerektiğinden, görüntü yeniden yapılandırma tekniği olarak Levenberg-Marquardt algoritması kullanıldı. Bu çalışmada nümerik deneyler kullanılarak, önerilen metodun uygulanabilirliği incelenmiştir. Bu nedenle, deneysel veri, simüle edilmiş ölçüm verisine rassal ölçüm hatası ekleyerek elde edilen sentetik ölçüm verisiyle değiştirilmiştir. Sonuçlar, ısıl görüntüleme yönteminin, paket spesifikasyonlarına göre ölçülebilecek bir etkiye sebep olabilecek ısıl arayüz malzemesi kusurlarını tespit etme potansiyeli olduğunu göstermektedir.