當(dāng)電子器件出現(xiàn)失效時,如何快速、準確地定位問題成為工程師**為關(guān)注的任務(wù)。傳統(tǒng)電學(xué)測試手段只能給出整體異常信息,卻難以明確指出具體的故障位置。熱紅外顯微鏡通過捕捉器件在異常工作狀態(tài)下的局部發(fā)熱信號,能夠直接顯示出電路中的熱點區(qū)域。無論是短路、擊穿,還是焊點虛接引發(fā)的熱異常,都能在熱紅外顯微鏡下得到清晰呈現(xiàn)。這種可視化手段不僅提高了故障定位的效率,還降低了依賴破壞性剖片和反復(fù)實驗的需求,***節(jié)省了時間與成本。在失效分析閉環(huán)中,熱紅外顯微鏡已經(jīng)成為必不可少的**工具,它幫助工程師快速鎖定問題根源,為后續(xù)的修復(fù)與工藝優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù),推動了整個電子產(chǎn)業(yè)質(zhì)量控制體系的完善熱紅外顯微鏡原理遵循黑體輻射規(guī)律,通過對比樣品與標準黑體的輻射強度,計算樣品實際溫度。IC熱紅外顯微鏡探測器
Thermal和EMMI是半導(dǎo)體失效分析中常用的兩種定位技術(shù),主要區(qū)別在于信號來源和應(yīng)用場景不同。Thermal(熱紅外顯微鏡)通過紅外成像捕捉芯片局部發(fā)熱區(qū)域,適用于分析短路、功耗異常等因電流集中引發(fā)溫升的失效現(xiàn)象,響應(yīng)快、直觀性強。而EMMI(微光顯微鏡)則依賴芯片在失效狀態(tài)下產(chǎn)生的微弱自發(fā)光信號進行定位,尤其適用于分析ESD擊穿、漏電等低功耗器件中的電性缺陷。相較之下,Thermal更適合熱量明顯的故障場景,而EMMI則在熱信號不明顯但存在異常電性行為時更具優(yōu)勢。實際分析中,兩者常被集成使用,相輔相成,以實現(xiàn)失效點定位和問題判斷。低溫?zé)釤峒t外顯微鏡范圍熱紅外顯微鏡原理主要是通過光學(xué)系統(tǒng)聚焦紅外輻射,再經(jīng)探測器將光信號轉(zhuǎn)化為可分析的溫度數(shù)據(jù)。
RTTLITP20熱紅外顯微鏡通過多元化的光學(xué)物鏡配置,構(gòu)建起從宏觀到納米級的全尺度熱分析能力,靈活適配多樣化的檢測需求。Micro廣角鏡頭可快速覆蓋整塊電路板、大型模組等大尺寸樣品,直觀呈現(xiàn)整體熱分布與散熱趨勢,助力高效完成初步篩查;0.13~0.3X變焦鏡頭支持連續(xù)倍率調(diào)節(jié),適用于芯片封裝體、傳感器陣列等中尺度器件,兼顧整體熱場和局部細節(jié);0.65X~0.75X變焦鏡頭進一步提升分辨率,清晰解析芯片內(nèi)部功能單元的熱交互過程,精細定位封裝中的散熱瓶頸;3X~4X變焦鏡頭可深入微米級結(jié)構(gòu),解析晶體管陣列、引線鍵合點等細節(jié)部位的熱行為;8X~13X變焦鏡頭則聚焦納米尺度,捕捉短路點、漏電流區(qū)域等極其微弱的熱信號,滿足先進制程下的高精度失效定位需求。
對于3D封裝產(chǎn)品,傳統(tǒng)的失效點定位往往需要采用逐層去層的方法,一層一層地進行異常排查與確認,不僅耗時長、人工成本高,還存在對樣品造成不可逆損傷的風(fēng)險。借助Thermal EMMI設(shè)備,可通過檢測失效點熱輻射在傳導(dǎo)過程中的相位差,推算出失效點在3D封裝結(jié)構(gòu)中的深度位置(Z軸方向)。這一方法能夠在不破壞封裝的前提下,快速判斷失效點所在的芯片層級,實現(xiàn)高效、精細的失效定位。如圖7所示,不同深度空間下失效點與相位的關(guān)系為該技術(shù)提供了直觀的參考依據(jù)。工程師們常常面對這樣的困境:一塊價值百萬的芯片突然“停工”,傳統(tǒng)檢測手段輪番上陣卻找不到故障點。
具體工作流程中,當(dāng)芯片處于通電工作狀態(tài)時,漏電、短路等異常電流會引發(fā)局部焦耳熱效應(yīng),產(chǎn)生皮瓦級至納瓦級的極微弱紅外輻射。這些信號經(jīng) InGaAs 探測器轉(zhuǎn)換為電信號后,通過顯微光學(xué)系統(tǒng)完成成像,再經(jīng)算法處理生成包含溫度梯度與空間分布的高精度熱圖譜。相較于普通紅外熱像儀,Thermal EMMI 的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在雙重維度:一方面,其熱靈敏度可低至 0.1mK,能捕捉傳統(tǒng)設(shè)備無法識別的微小熱信號;另一方面,通過光學(xué)系統(tǒng)與算法的協(xié)同優(yōu)化,定位精度突破至亞微米級,可將缺陷精確鎖定至單個晶體管乃至柵極、互聯(lián)線等更細微的結(jié)構(gòu)單元,為半導(dǎo)體失效分析提供了前所未有的技術(shù)支撐。Thermal 熱紅外顯微鏡屬于光學(xué)失效定位中的一種,用于捕捉器件中因失效產(chǎn)生的微弱 / 隱性熱信號。半導(dǎo)體失效分析熱紅外顯微鏡貨源充足
針對消費電子芯片,Thermal EMMI 助力排查因封裝散熱不良導(dǎo)致的局部熱失效問題。IC熱紅外顯微鏡探測器
Thermal EMMI的制冷技術(shù)不斷升級,提升了探測器的靈敏度。探測器的噪聲水平與其工作溫度密切相關(guān),溫度越低,噪聲越小,檢測靈敏度越高。早期的 thermal emmi 多采用液氮制冷,雖能降低溫度,但操作繁瑣且成本較高。如今,斯特林制冷、脈沖管制冷等新型制冷技術(shù)的應(yīng)用,使探測器可穩(wěn)定工作在更低溫度,且無需頻繁添加制冷劑,操作更便捷。例如,采用 深制冷技術(shù)的探測器,能有效降低暗電流噪聲,大幅提升對微弱光信號和熱信號的檢測能力,使 thermal emmi 能捕捉到更細微的缺陷信號。IC熱紅外顯微鏡探測器