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晶体管特征尺寸的不断缩小，摩尔定律越来越难以为继。特别是近年来随着超越摩尔定律的提出，系统级封装成为半导体产业未来发展的主流方向之一。基于硅通孔(TSV)技术的系统级封装因具有高集成密度、低信号延迟、低功耗等优点，被认为是继引线键合、载带自动焊、倒装芯片焊之后的第四代封装。与此同时，TSV互连技术还被认为是推动MEMS行业从分立器件、集成式器件，到三维异质集成微系统的重要技术之一。 基于TSV的三维封装技术加工工艺复杂，产品良率的控制较为困难。加工过程中的工艺质量检测成为提升产品良率的有效手段之一。现有的国内外研究提出可以通过光学镜检、X射线、红外等多种方式对TSV的形貌、深度、减薄缺陷等进行检测，但这些方法操作难度大，效率低，且有些需要增加额外的工艺步骤，故障或缺陷覆盖面较小。 为了实现生产过程中对TSV质量进行有效的在线监控和测试，本文针对TSV低频电性能测试方法进行研究，对相关的TSV电学性能进行量化评估，并通过测试结果对TSV相应的工艺质量、缺陷失效特性进行判断。主要研究内容有: 1、TSV绝缘层完整性的在线测试方法研究与结果分析。测试原理是对TSV的一端施加不断增加的偏置电压，同时测量附近另一个TSV的漏电流值。如果其漏电流值在电压增加到一定值后，出现了显著增加或者达到某一数值，这判定该TSV绝缘层已击穿。本实验通过实际运行自动化测试平台，检测该测试平台对TSV绝缘层电性能在线测试能力。 2、TSV低频电特性测试方法研究与结果分析。TSV的直流电阻和寄生电容是其低频电特性的基本参数。设计开尔文、菊花链测试图形，通过四探针测试方法对TSV进行直流电阻测试，利用双探针法对TSV电容特性进行测试。 3、TSV缺陷分析初步研究。结合TSV低频电性能的仿真和测试结果，经过综合比较与分析，可以对TSV结构存在的缺陷，如通孔内部存在空洞、断裂，背面RDL断裂，接触点存在缺陷或绝缘层存在缺陷等进行初步判断与评估。