La localisation non-destructive d'un défaut sur un composant 2D est un outil relativement bien acquis de nos jours et de nombreuses techniques utilisant l'ensemble des moyens offert par les sciences physiques (Magnétisme, thermique, Rayons X, Electromagnétique, acoustique etc.) sont disponibles afin de réaliser cette possibilité. Des travaux sont encore en cours pour améliorer la résolution spatiale de ces techniques sur des composants 2D. Cependant, la conception de composant et système électroniques commence à suivre la loi de « More than Moore » qui définit un maximum de densité surfacique de composants physiquement atteignables. Cette limite physique arrive bientôt à être obtenue expérimentalement et de nouvelles possibilités de conception de composant ont été étudiées pour continuer à augmenter cette densité de composant chère à l'évolution électronique. Elles consistent à la mise en place de système et composant dont les interconnexions se réaliseraient suivant une approche tridimensionnelle.
Suivant cette idée, les outils de détection et de localisation actuellement disponibles peuvent ou sont inefficaces à la localisation d'un défaut électrique survenant de ces nouvelles structures 3D.
Cette thèse vient donc étudier une grande partie des composants et systèmes électroniques 3D disponibles (Multi-Chip Module, System on Package, System in Package, Package on Package, Package In Package, Through Silicon Via, etc.), définit les défauts électriques (Court-circuit, Circuit ouvert, ouvert résistif) pouvant survenir sur ces composants, et analyse les techniques non-destructives de détection et de localisation de défaut (Microscopie magnétique, Tomographie à rayons X, Réflectométrie temporelle, Thermographie à détection synchrone). Elle fournit des possibilités d'évolution pour permettre d'assurer aux techniques de localisation leurs objectifs sur ces nouveaux composants électroniques notamment par la mise en place de nouvelles possibilités d'analyses magnétiques sur des échantillons inclinés ainsi que l'introduction d'une imagerie de phase, et d'amplitude, magnétique. Elle a également permis le couplage d'informations obtenues par microscopie magnétique et tomographique à rayons X dont l'ensemble serait piloté par simulation magnétique 3D. |
Nowadays, non destructive failure localization on 2D component is an relative common tool and a lot of techniques using all the means given by the physics (magnetism, thermical, X-rays, electromagnetism, acoustic etc.) are available to realize this possibility. Some works are still ongoing in order to improve the spatial resolution of these technics on 2D components. Nevertheless, the conceptions of electronics component and system start to follow the “More than Moore” law which define a surfacic density maximum of component physically reachable. This physical limit starts soon to be reached experimently and new conception possibilities of component has been studied in order to continue to increase this density which is important for the electronic evolution. These consist in introducing 3D interconnections in the electronics component and system.
By following this idea, localization of a electrical failure on these news 3D structures can be defeated because of inefficient current localization and detection tools.
In consequences, this thesis study a large part of the available 3D electronics components and systems (Multi-Chip module, System on Package, System in Package, Package on Package, Package In Package, Through Silicon Via, etc.), define the electrical failures (short circuit, open circuit, resistive open) which could be found on these components, and analyse the failure localization non destructives techniques (Magnetic microscopy, X-rays tomography, Time Domain reflectometry, Lock-in Thermography). It provides some evolution possibilities in order to allow the localization techniques for assuring their objectives on these new kind of electronical system. This can be realized by the creation of new magnetic possibilities on tilted sample and by the introduction of magnetic phase and amplitude imaging. It also enables the information coupling between magnetic microcopy and X-rays Tomography whose all are drived by 3D magnetic simulation. |