微光紅外顯微儀是一種高靈敏度的失效分析設(shè)備,可在非破壞性條件下,對(duì)封裝器件及芯片的多種失效模式進(jìn)行精細(xì)檢測(cè)與定位。其應(yīng)用范圍涵蓋:芯片封裝打線缺陷及內(nèi)部線路短路、介電層(Oxide)漏電、晶體管和二極管漏電、TFT LCD面板及PCB/PCBA金屬線路缺陷與短路、ESD閉鎖效應(yīng)、3D封裝(Stacked Die)失效點(diǎn)深度(Z軸)預(yù)估、低阻抗短路(<10 Ω)問(wèn)題分析,以及芯片鍵合對(duì)準(zhǔn)精度檢測(cè)。相比傳統(tǒng)方法,微光紅外顯微儀無(wú)需繁瑣的去層處理,能夠通過(guò)檢測(cè)器捕捉異常輻射信號(hào),快速鎖定缺陷位置,大幅縮短分析時(shí)間,降低樣品損傷風(fēng)險(xiǎn),為半導(dǎo)體封裝測(cè)試、產(chǎn)品質(zhì)量控制及研發(fā)優(yōu)化提供高效可靠的技術(shù)手段。熱紅外顯微鏡應(yīng)用:在電子行業(yè)用于芯片熱失效分析,準(zhǔn)確定位芯片局部過(guò)熱區(qū)域,排查電路故障。什么是熱紅外顯微鏡分析
在微電子、半導(dǎo)體以及材料研究等高精度領(lǐng)域,溫度始終是影響器件性能與壽命的重要因素。隨著芯片工藝向高密度和高功率方向發(fā)展,器件內(nèi)部的熱行為愈發(fā)復(fù)雜。傳統(tǒng)的熱測(cè)試方法由于依賴(lài)接觸探測(cè),往往在空間分辨率、靈敏度和操作便捷性方面存在局限,難以滿(mǎn)足對(duì)新型芯片與功率器件的精細(xì)化熱分析需求。相比之下,熱紅外顯微鏡憑借非接觸測(cè)量、高分辨率成像和高靈敏度探測(cè)等優(yōu)勢(shì),為研究人員提供了更加直觀的解決方案。它不僅能夠?qū)崟r(shí)呈現(xiàn)器件在工作狀態(tài)下的溫度分布,還可識(shí)別局部熱點(diǎn),幫助分析電路設(shè)計(jì)缺陷、電流集中及材料老化等潛在問(wèn)題。作為現(xiàn)代失效分析與微熱檢測(cè)的重要工具,熱紅外顯微鏡正逐漸成為科研與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中不可或缺的手段,為提升器件可靠性和延長(zhǎng)使用壽命提供了有力支持。實(shí)時(shí)成像熱紅外顯微鏡圖像分析工程師們常常面對(duì)這樣的困境:一塊價(jià)值百萬(wàn)的芯片突然“停工”,傳統(tǒng)檢測(cè)手段輪番上陣卻找不到故障點(diǎn)。
在半導(dǎo)體芯片的失效分析和可靠性研究中,溫度分布往往是**關(guān)鍵的參考參數(shù)之一。由于芯片結(jié)構(gòu)高度集成,任何局部的異常發(fā)熱都可能導(dǎo)致電性能下降,甚至出現(xiàn)器件擊穿等嚴(yán)重問(wèn)題。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫方法無(wú)法滿(mǎn)足高分辨率與非破壞性檢測(cè)的需求,而熱紅外顯微鏡憑借其非接觸、實(shí)時(shí)成像的優(yōu)勢(shì),為工程師提供了精細(xì)的解決方案。通過(guò)捕捉芯片表面微小的紅外輻射信號(hào),熱紅外顯微鏡能夠清晰還原器件的熱分布情況,直觀顯示出局部過(guò)熱、散熱不均等問(wèn)題。尤其在先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)下,熱紅外顯微鏡幫助研發(fā)團(tuán)隊(duì)快速識(shí)別潛在失效點(diǎn),為工藝優(yōu)化提供可靠依據(jù)。這一技術(shù)不僅***提升了檢測(cè)效率,也在保障器件長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全性方面發(fā)揮著重要作用。
紅外線介于可見(jiàn)光和微波之間,波長(zhǎng)范圍0.76~1000μm。凡是高于jd零度(0 K,即-273.15℃)的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線,也叫黑體輻射。
由于紅外肉眼不可見(jiàn),要察覺(jué)這種輻射的存在并測(cè)量其強(qiáng)弱離不開(kāi)紅外探測(cè)器。1800年英國(guó)天文學(xué)家威廉·赫胥爾發(fā)現(xiàn)了紅外線,隨著后續(xù)對(duì)紅外技術(shù)的不斷研究以及半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,紅外探測(cè)器得到了迅猛的發(fā)展,先后出現(xiàn)了硫化鉛(PbS)、碲化鉛(PbTe)、銻化銦(InSb)、碲鎘汞(HgCdTe,簡(jiǎn)稱(chēng)MCT)、銦鎵砷(InGaAs)、量子阱(QWIP)、二類(lèi)超晶格(type-II superlattice,簡(jiǎn)稱(chēng)T2SL)、量子級(jí)聯(lián)(QCD)等不同材料紅外探測(cè)器等 它采用 鎖相放大(Lock-in)技術(shù) 來(lái)提取周期性施加電信號(hào)后伴隨熱信號(hào)的微弱變化。
在現(xiàn)代汽車(chē)電子系統(tǒng)中,車(chē)規(guī)級(jí)芯片扮演著至關(guān)重要的角色,其穩(wěn)定性與可靠性直接影響車(chē)輛的安全運(yùn)行。為了保證行車(chē)安全并提升芯片品質(zhì),開(kāi)展系統(tǒng)化的失效分析顯得十分必要。在這一過(guò)程中,熱紅外顯微鏡成為工程師的重要手段。由于芯片故障往往伴隨異常的發(fā)熱現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)溫度分布的觀察,可以直觀地識(shí)別和鎖定可能存在隱患的區(qū)域。當(dāng)芯片內(nèi)部出現(xiàn)電路短路、材料老化或局部電流異常時(shí),都會(huì)導(dǎo)致局部溫度快速升高,進(jìn)而形成突出的熱點(diǎn)。熱紅外顯微鏡能夠準(zhǔn)確捕捉這些現(xiàn)象,并提供空間分辨率較高的熱分布圖像,為定位潛在問(wèn)題點(diǎn)提供直觀依據(jù)。這不僅為功率模塊等復(fù)雜器件的失效分析提供了可靠工具,也為車(chē)企在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中優(yōu)化良率、提升芯片安全性帶來(lái)有力支撐。通過(guò)對(duì)故障機(jī)理的深入分析,研發(fā)人員能夠在設(shè)計(jì)和工藝環(huán)節(jié)及時(shí)改進(jìn),從而確保車(chē)規(guī)級(jí)芯片在長(zhǎng)期使用中保持穩(wěn)定表現(xiàn),助力汽車(chē)整體運(yùn)行的安全與可靠。致晟光電是一家國(guó)產(chǎn)失效分析設(shè)備制造商,其在、有兩項(xiàng)技術(shù):Thermal 熱紅外顯微鏡 和 EMMI 微光顯微鏡。制冷熱紅外顯微鏡儀器
Thermal Emission microscopy system, Thermal EMMI是一種利用紅外熱輻射來(lái)檢測(cè)和分析材料表面溫度分布的技術(shù)。什么是熱紅外顯微鏡分析
熱點(diǎn)區(qū)域?qū)?yīng)高溫部位,可能是發(fā)熱源或故障點(diǎn);等溫線連接溫度相同點(diǎn),能直觀呈現(xiàn)溫度梯度與熱量傳導(dǎo)規(guī)律。目前市面上多數(shù)設(shè)備受紅外波長(zhǎng)及探測(cè)器性能限制,普遍存在熱點(diǎn)分散、噪點(diǎn)多的問(wèn)題,導(dǎo)致發(fā)熱區(qū)域定位不準(zhǔn),圖像對(duì)比度和清晰度下降,影響溫度分布判斷的準(zhǔn)確性。而致晟設(shè)備優(yōu)勢(shì)是設(shè)備抗干擾能力強(qiáng),可有效減少外界環(huán)境及內(nèi)部器件噪聲影響,保障圖像穩(wěn)定可靠;等溫線明顯,能清晰展現(xiàn)溫度相同區(qū)域,便于快速掌握溫度梯度與熱傳導(dǎo)情況,提升熱特性分析精度,同時(shí)成像效果大幅提升,具備更高的空間分辨率、溫度分辨率及對(duì)比度,可清晰呈現(xiàn)細(xì)微細(xì)節(jié),為分析提供高質(zhì)量的圖像支持。什么是熱紅外顯微鏡分析