熱紅外顯微鏡能高效檢測(cè)微尺度半導(dǎo)體電路及MEMS器件的熱問(wèn)題。在電路檢測(cè)方面,這套熱成像顯微鏡可用于電路板失效分析,且配備了電路板檢測(cè)用軟件包“模型比較”,能識(shí)別缺陷元件;同時(shí)還可搭載“缺陷尋找”軟件模塊,專(zhuān)門(mén)探測(cè)不易發(fā)現(xiàn)的短路問(wèn)題并定位短路點(diǎn)。在MEMS研發(fā)領(lǐng)域,空間溫度分布與熱響應(yīng)時(shí)間是微反應(yīng)器、微型熱交換器、微驅(qū)動(dòng)器、微傳感器等MEMS器件的關(guān)鍵參數(shù)。目前,非接觸式測(cè)量MEMS器件溫度的方法仍存在局限,而紅外成像顯微鏡可提供20微米空間分辨率的熱分布圖像,是迄今為止測(cè)量MEMS器件熱分布的高效工具。
熱紅外顯微鏡憑借≤0.001℃的溫度分辨率,助力復(fù)雜半導(dǎo)體失效分析 。Thermal EMMI熱紅外顯微鏡
熱紅外顯微鏡與光學(xué)顯微鏡雖同屬微觀觀測(cè)工具,但在原理、功能與應(yīng)用場(chǎng)景上存在明顯差異,尤其在失效分析等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域各有側(cè)重。
從工作原理看,光學(xué)顯微鏡利用可見(jiàn)光(400-760nm 波長(zhǎng))的反射或透射成像,通過(guò)放大樣品的物理形態(tài)(如結(jié)構(gòu)、顏色、紋理)呈現(xiàn)細(xì)節(jié),其主要是捕捉 “可見(jiàn)形態(tài)特征”;而熱紅外顯微鏡則聚焦 3-10μm 波長(zhǎng)的紅外熱輻射,通過(guò)檢測(cè)樣品自身發(fā)射的熱量差異生成熱分布圖,本質(zhì)是捕捉 “不可見(jiàn)的熱信號(hào)”。
在主要功能上,光學(xué)顯微鏡擅長(zhǎng)觀察樣品的表面形貌、結(jié)構(gòu)缺陷(如裂紋、變形),適合材料微觀結(jié)構(gòu)分析、生物樣本觀察等;熱紅外顯微鏡則專(zhuān)注于微觀熱行為解析,能識(shí)別因電路缺陷、材料熱導(dǎo)差異等產(chǎn)生的溫度異常,即使是納米級(jí)的微小熱點(diǎn)(如半導(dǎo)體芯片的漏電區(qū)域)也能精確捕捉,這是光學(xué)顯微鏡無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
從適用場(chǎng)景來(lái)看,光學(xué)顯微鏡是通用型觀測(cè)工具,廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)科研、教學(xué)等領(lǐng)域;而熱紅外顯微鏡更偏向?qū)I(yè)細(xì)分場(chǎng)景,尤其在半導(dǎo)體失效分析中,可定位短路、虛焊等隱性缺陷引發(fā)的熱異常,在新材料研發(fā)中能分析不同組分的熱傳導(dǎo)特性,為解決 “熱相關(guān)問(wèn)題” 提供關(guān)鍵依據(jù)。 揭西熱紅外顯微鏡熱紅外顯微鏡利用鎖相技術(shù),有效提升熱成像的清晰度與準(zhǔn)確性 。
在產(chǎn)品全壽命周期中,失效分析以解決失效問(wèn)題、確定根本原因?yàn)槟繕?biāo)。通過(guò)對(duì)失效模式開(kāi)展綜合性試驗(yàn)分析,它能定位失效部位,厘清失效機(jī)理 —— 無(wú)論是材料劣化、結(jié)構(gòu)缺陷還是工藝瑕疵引發(fā)的問(wèn)題,都能被系統(tǒng)拆解。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出針對(duì)性糾正措施,從源頭阻斷失效的重復(fù)發(fā)生。
作為貫穿產(chǎn)品質(zhì)量控制全流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),失效分析的價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)全鏈條潛在風(fēng)險(xiǎn)的追溯與排查:在設(shè)計(jì)(含選型)階段,可通過(guò)模擬失效驗(yàn)證方案合理性;制造環(huán)節(jié),能鎖定工藝偏差導(dǎo)致的批量隱患;使用過(guò)程中,可解析環(huán)境因素對(duì)性能衰減的影響;質(zhì)量管理層面,則為標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)的突出優(yōu)勢(shì)二:
與傳統(tǒng)接觸式檢測(cè)方法相比,熱紅外顯微鏡的非接觸式檢測(cè)優(yōu)勢(shì)更勝——無(wú)需與被測(cè)設(shè)備直接物理接觸,從根本上規(guī)避了傳統(tǒng)檢測(cè)中因探針壓力、靜電放電等因素對(duì)設(shè)備造成的損傷風(fēng)險(xiǎn),這對(duì)精密電子元件與高精度設(shè)備的檢測(cè)尤為關(guān)鍵。在接觸式檢測(cè)場(chǎng)景中,探針接觸產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致芯片焊點(diǎn)形變或線(xiàn)路微損傷,而靜電放電(ESD)更可能直接擊穿敏感半導(dǎo)體器件。
相比之下,熱紅外顯微鏡通過(guò)捕捉設(shè)備運(yùn)行時(shí)的熱輻射信號(hào)實(shí)現(xiàn)非侵入式檢測(cè),不僅能在設(shè)備正常工作狀態(tài)下獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),更避免了因接觸干擾導(dǎo)致的檢測(cè)誤差,大幅提升了檢測(cè)過(guò)程的安全性與結(jié)果可靠性。這種非接觸式技術(shù)突破,為電子設(shè)備的故障診斷與性能評(píng)估提供了更優(yōu)解。 在高低溫循環(huán)(-40℃~125℃)中監(jiān)測(cè)車(chē)載功率模塊、傳感器的熱疲勞退化。
在電子領(lǐng)域,所有器件都會(huì)在不同程度上產(chǎn)生熱量。器件散發(fā)一定熱量屬于正?,F(xiàn)象,但某些類(lèi)型的缺陷會(huì)增加功耗,進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)熱量上升。
在失效分析中,這種額外的熱量能夠?yàn)槎ㄎ蝗毕荼旧硖峁┯杏镁€(xiàn)索。熱紅外顯微鏡可以借助內(nèi)置攝像系統(tǒng)來(lái)測(cè)量可見(jiàn)光或近紅外光的實(shí)用技術(shù)。該相機(jī)對(duì)波長(zhǎng)在3至10微米范圍內(nèi)的光子十分敏感,而這些波長(zhǎng)與熱量相對(duì)應(yīng),因此相機(jī)獲取的圖像可轉(zhuǎn)化為被測(cè)器件的熱分布圖。通常,會(huì)先對(duì)斷電狀態(tài)下的樣品器件進(jìn)行熱成像,以此建立基準(zhǔn)線(xiàn);隨后通電再次成像。得到的圖像直觀呈現(xiàn)了器件的功耗情況,可用于隔離失效問(wèn)題。許多不同的缺陷在通電時(shí)會(huì)因消耗額外電流而產(chǎn)生過(guò)多熱量。例如短路、性能不良的晶體管、損壞的靜電放電保護(hù)二極管等,通過(guò)熱紅外顯微鏡觀察時(shí)會(huì)顯現(xiàn)出來(lái),從而使我們能夠精細(xì)定位存在缺陷的損壞部位。 在半導(dǎo)體制造中,通過(guò)逐點(diǎn)熱掃描篩選熱特性不一致的晶圓,提升良率。檢測(cè)用熱紅外顯微鏡用途
熱紅外顯微鏡對(duì)電子元件進(jìn)行無(wú)損熱檢測(cè),保障元件完整性 。Thermal EMMI熱紅外顯微鏡
熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)的突出優(yōu)勢(shì)一:
熱紅外顯微鏡(Thermal emmi )能夠檢測(cè)到極其微弱的熱輻射和光發(fā)射信號(hào),其靈敏度通常可以達(dá)到微瓦甚至納瓦級(jí)別。同時(shí),它還具有高分辨率的特點(diǎn),能夠分辨出微小的熱點(diǎn)區(qū)域,分辨率可以達(dá)到微米甚至納米級(jí)別。具備極高的探測(cè)靈敏度,能夠捕捉微瓦級(jí)甚至納瓦級(jí)的熱輻射與光發(fā)射信號(hào),適用于識(shí)別早期故障及微小異常。同時(shí),該技術(shù)具有優(yōu)異的空間分辨能力,能夠準(zhǔn)確定位尺寸微小的熱點(diǎn)區(qū)域,其分辨率可達(dá)微米級(jí),部分系統(tǒng)也已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)識(shí)別。通過(guò)結(jié)合熱圖像與光發(fā)射信號(hào)分析,熱紅外顯微鏡為工程師提供了精細(xì)、直觀的診斷工具,大幅提升了故障排查與性能評(píng)估的效率和準(zhǔn)確性。 Thermal EMMI熱紅外顯微鏡