ThermalEMMI(熱紅外顯微鏡)是一種先進(jìn)的非破壞性檢測(cè)技術(shù),主要用于精細(xì)定位電子設(shè)備中的熱點(diǎn)區(qū)域,這些區(qū)域通常與潛在的故障、缺陷或性能問(wèn)題密切相關(guān)。該技術(shù)可在不破壞被測(cè)對(duì)象的前提下,捕捉電子元件在工作狀態(tài)下釋放的熱輻射與光信號(hào),為工程師提供關(guān)鍵的故障診斷線索和性能分析依據(jù)。在諸如復(fù)雜集成電路、高性能半導(dǎo)體器件以及精密印制電路板(PCB)等電子組件中,ThermalEMMI能夠快速識(shí)別出異常發(fā)熱或發(fā)光的區(qū)域,幫助工程師迅速定位問(wèn)題根源,從而及時(shí)采取有效的維修或優(yōu)化措施。電激勵(lì)模塊是通過(guò)源表向被測(cè)物體施加周期性方波電信號(hào),通過(guò)焦耳效應(yīng)使物體產(chǎn)生周期性的溫度波動(dòng)。國(guó)產(chǎn)平替鎖相紅外熱成像系統(tǒng)成像
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€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;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。芯片用鎖相紅外熱成像系統(tǒng)內(nèi)容電激勵(lì)為鎖相熱成像系統(tǒng)提供穩(wěn)定的熱激勵(lì)源。
RTTLIT 系統(tǒng)采用了先進(jìn)的鎖相熱成像(Lock-In Thermography)技術(shù),這是一種通過(guò)調(diào)制電信號(hào)來(lái)大幅提升特征分辨率與檢測(cè)靈敏度的創(chuàng)新方法。在傳統(tǒng)的熱成像檢測(cè)中,由于背景噪聲和熱擴(kuò)散等因素的影響,往往難以精確檢測(cè)到微小的熱異常。而鎖相熱成像技術(shù)通過(guò)對(duì)目標(biāo)物體施加特定頻率的電激勵(lì),使目標(biāo)物體產(chǎn)生與激勵(lì)頻率相同的熱響應(yīng),然后通過(guò)鎖相放大器對(duì)熱響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào),只提取與激勵(lì)頻率相關(guān)的熱信號(hào),從而有效地抑制了背景噪聲,極大地提高了檢測(cè)的靈敏度和分辨率。
在電子行業(yè),鎖相熱成像系統(tǒng)為芯片檢測(cè)帶來(lái)了巨大的變革。芯片結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法不僅效率低下,還可能對(duì)芯片造成損傷。而鎖相熱成像系統(tǒng)通過(guò)對(duì)芯片施加周期性的電激勵(lì),使芯片內(nèi)部因故障產(chǎn)生的微小溫度變化得以顯現(xiàn),系統(tǒng)能夠敏銳捕捉到這些變化,進(jìn)而定位電路中的短路、虛焊等故障點(diǎn)。其非接觸式的檢測(cè)方式,從根本上避免了對(duì)精密電子元件的損傷,同時(shí)提升了芯片質(zhì)檢的效率與準(zhǔn)確性。在芯片生產(chǎn)的大規(guī)模質(zhì)檢中,它能夠快速篩選出不合格產(chǎn)品,為電子行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了有力支持。電激勵(lì)作為一種能量輸入方式,能激發(fā)物體內(nèi)部熱分布變化,為鎖相熱成像系統(tǒng)捕捉細(xì)微溫差提供熱源基礎(chǔ)。
蘇州致晟光電科技有限公司自主研發(fā)的RTTLIT (實(shí)時(shí)瞬態(tài)鎖相熱分析系統(tǒng)),該技術(shù)的溫度靈敏度極高,部分型號(hào)甚至可達(dá) 0.0001℃,功率檢測(cè)限低至 1μW。這意味著它能夠捕捉到極其微弱的熱信號(hào)變化,哪怕是芯片內(nèi)部極為微小的漏電或局部發(fā)熱缺陷都難以遁形。這種高靈敏度檢測(cè)能力在半導(dǎo)體器件、晶圓、集成電路等對(duì)精度要求極高的領(lǐng)域中具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),能夠幫助工程師快速、準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn),較大程度上的縮短了產(chǎn)品研發(fā)和故障排查的時(shí)間。在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域,電激勵(lì)與鎖相熱成像系統(tǒng)的結(jié)合,為金屬構(gòu)件疲勞裂紋的早期發(fā)現(xiàn)提供了有效手段。無(wú)損鎖相紅外熱成像系統(tǒng)分析
電激勵(lì)的脈沖寬度與鎖相熱成像系統(tǒng)采樣頻率需匹配,通過(guò)參數(shù)優(yōu)化可大幅提高檢測(cè)信號(hào)的信噪比和清晰度。國(guó)產(chǎn)平替鎖相紅外熱成像系統(tǒng)成像
光束誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)功能與微光顯微鏡(EMMI)技術(shù)常被集成于同一檢測(cè)系統(tǒng),合稱為光發(fā)射顯微鏡(PEM,PhotoEmissionMicroscope)。二者在原理與應(yīng)用上形成巧妙互補(bǔ),能夠協(xié)同應(yīng)對(duì)集成電路中絕大多數(shù)失效模式,大幅提升失效分析的全面性與效率。OBIRCH技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于,即便失效點(diǎn)被金屬層覆蓋形成“熱點(diǎn)”,其仍能通過(guò)光束照射引發(fā)的電阻變化特性實(shí)現(xiàn)精細(xì)檢測(cè)——這恰好彌補(bǔ)了EMMI在金屬遮擋區(qū)域光信號(hào)捕捉受限的不足。國(guó)產(chǎn)平替鎖相紅外熱成像系統(tǒng)成像