EMMI 技術(shù)基于半導(dǎo)體器件在工作時因電子 - 空穴復(fù)合產(chǎn)生的光子輻射現(xiàn)象,通過高靈敏度光學(xué)探測器捕捉微弱光子信號,能夠以皮安級電流精度定位漏電、短路等微觀缺陷。這種技術(shù)尤其適用于檢測芯片內(nèi)部的柵極氧化層缺陷、金屬導(dǎo)線短路等肉眼難以察覺的故障,為工程師提供精確的失效位置與成因分析。
熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)則聚焦于器件發(fā)熱與功能異常的關(guān)聯(lián),利用紅外熱成像技術(shù)實時呈現(xiàn)半導(dǎo)體器件的熱分布。在高集成度芯片中,局部過熱可能引發(fā)性能下降甚至損壞,熱紅外顯微鏡通過捕捉0.1℃級別的溫度差異,可快速鎖定因功率損耗、散熱不良或設(shè)計缺陷導(dǎo)致的熱失效隱患。兩者結(jié)合,實現(xiàn)了從電學(xué)故障到熱學(xué)異常的全維度失效診斷,極大提升了分析效率與準(zhǔn)確性。 熱紅外顯微鏡能夠探測到亞微米級別的熱異常,檢測精度極高 。國內(nèi)熱紅外顯微鏡訂制價格
相較于宏觀熱像儀(空間分辨率約50-100μm),熱紅外顯微鏡通過顯微光學(xué)系統(tǒng)將分辨率提升至1-10μm,且支持動態(tài)電激勵與鎖相分析,能深入揭示微觀尺度的熱-電耦合失效機(jī)理。例如,傳統(tǒng)熱像儀能檢測PCB表面的整體熱分布,而熱紅外顯微鏡可定位某一焊點內(nèi)部的微裂紋導(dǎo)致的局部過熱。技術(shù)發(fā)展趨勢當(dāng)前,熱紅外顯微鏡正朝著更高靈敏度(如量子點探測器提升光子捕捉能力)、多模態(tài)融合(集成EMMI光子探測、OBIRCH電阻分析)及智能化方向發(fā)展,部分設(shè)備已內(nèi)置AI算法自動標(biāo)記異常熱點,為半導(dǎo)體良率提升、新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)熱管理等應(yīng)用提供更高效的解決方案。無損熱紅外顯微鏡圖像分析熱紅外顯微鏡通過熱輻射相位差算法,三維定位 3D 封裝中 Z 軸方向的失效層。
熱紅外顯微鏡與光學(xué)顯微鏡雖同屬微觀觀測工具,但在原理、功能與應(yīng)用場景上存在明顯差異,尤其在失效分析等專業(yè)領(lǐng)域各有側(cè)重。
從工作原理看,光學(xué)顯微鏡利用可見光(400-760nm 波長)的反射或透射成像,通過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 “可見形態(tài)特征”;而熱紅外顯微鏡則聚焦 3-10μm 波長的紅外熱輻射,通過檢測樣品自身發(fā)射的熱量差異生成熱分布圖,本質(zhì)是捕捉 “不可見的熱信號”。
在主要功能上,光學(xué)顯微鏡擅長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;熱紅外顯微鏡則專注于微觀熱行為解析,能識別因電路缺陷、材料熱導(dǎo)差異等產(chǎn)生的溫度異常,即使是納米級的微小熱點(如半導(dǎo)體芯片的漏電區(qū)域)也能精確捕捉,這是光學(xué)顯微鏡無法實現(xiàn)的。
從適用場景來看,光學(xué)顯微鏡是通用型觀測工具,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)問題” 提供關(guān)鍵依據(jù)。
車規(guī)級芯片作為汽車電子系統(tǒng)的重心,其可靠性直接關(guān)系到汽車的安全運行,失效分析是對提升芯片質(zhì)量、保障行車安全意義重大。在車規(guī)級芯片失效分析中,熱紅外顯微鏡發(fā)揮著關(guān)鍵作用。芯片失效常伴隨異常發(fā)熱,通過熱紅外顯微鏡分析其溫度分布,能定位失效相關(guān)的熱點區(qū)域。比如,芯片內(nèi)部電路短路、元器件老化等故障,會導(dǎo)致局部溫度驟升形成明顯熱點。從而快速定位潛在的故障點,為功率模塊的失效分析提供了強有力的工具。可以更好的幫助車企優(yōu)化芯片良率與安全性。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 。
熱紅外是紅外光譜中波長介于 3–18 微米的譜段,其能量主要來自物體自身的熱輻射,而非對外界光源的反射。該波段可細(xì)分為中紅外(3–8?μm)、長波紅外(8–15?μm)和超遠(yuǎn)紅外(15–18?μm),其熱感應(yīng)本質(zhì)源于分子熱振動產(chǎn)生的電磁波輻射,輻射強度與物體溫度正相關(guān)。在應(yīng)用上,熱紅外利用大氣窗口(3–5?μm、8–14?μm)實現(xiàn)高精度的地表遙感監(jiān)測,并廣泛應(yīng)用于熱成像、氣體探測等領(lǐng)域?,F(xiàn)代設(shè)備如 TIRS-2 和 O-PTIR 等,已將熱紅外技術(shù)的空間分辨率提升至納米級水平。
監(jiān)測微流控芯片、生物傳感器的局部熱反應(yīng),研究生物分子相互作用的熱效應(yīng)。無損熱紅外顯微鏡圖像分析
熱紅外顯微鏡對集成電路進(jìn)行熱檢測,排查內(nèi)部隱藏故障 。國內(nèi)熱紅外顯微鏡訂制價格
現(xiàn)市場呈現(xiàn) “國產(chǎn)崛起與進(jìn)口分野” 的競爭格局。進(jìn)口品牌憑借早期技術(shù)積累,在市場仍占一定優(yōu)勢,國產(chǎn)廠商則依托本土化優(yōu)勢快速突圍,通過優(yōu)化供應(yīng)鏈、降低生產(chǎn)成本,在中低端市場形成強競爭力,尤其在工業(yè)質(zhì)檢、電路板失效分析等場景中,憑借高性價比和快速響應(yīng)的服務(wù)搶占份額。同時,國內(nèi)企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)投入,在探測器靈敏度、成像分辨率等指標(biāo)上不斷追趕,部分中端產(chǎn)品可以做到超越國際水平,且在定制化解決方案上更貼合本土客戶需求,如針對大尺寸主板檢測優(yōu)化的機(jī)型。隨著國產(chǎn)技術(shù)成熟度提升,與進(jìn)口品牌的競爭邊界不斷模糊,推動整體市場向多元化、高性價比方向發(fā)展。國內(nèi)熱紅外顯微鏡訂制價格