除了熱輻射,電子設備在出現(xiàn)故障或異常時,還可能伴隨微弱的光發(fā)射增強。熱紅外顯微鏡搭載高靈敏度的光學探測器,如光電倍增管(PMT)或電荷耦合器件(CCD),能夠有效捕捉這些低強度的光信號。這類光發(fā)射通常源自電子在半導體材料中發(fā)生的能級躍遷、載流子復合或其他物理過程。通過對光發(fā)射信號的成像和分析,熱紅外顯微鏡不僅能夠進一步驗證熱點區(qū)域的存在,還可輔助判斷異常的具體機制,為故障定位和性能評估提供更精確的信息。半導體芯片內(nèi)部缺陷定位是工藝優(yōu)化與失效分析的關鍵技術基礎。什么是熱紅外顯微鏡與光學顯微鏡對比
在微觀熱信號檢測領域,熱發(fā)射顯微鏡作為經(jīng)典失效分析工具,為半導體與材料研究提供了基礎支撐。致晟光電的熱紅外顯微鏡,并非簡單的名稱更迭,而是由技術工程師團隊在傳統(tǒng)熱發(fā)射顯微鏡原理上,歷經(jīng)多代技術創(chuàng)新與功能迭代逐步演變進化而來。這一過程中,團隊針對傳統(tǒng)設備在視野局限、信號靈敏度、分析尺度等方面的痛點,通過光學系統(tǒng)重構、信號處理算法升級、檢測維度拓展等創(chuàng)新,重新定義、形成了更適應現(xiàn)代微觀熱分析需求的技術體系。鎖相熱紅外顯微鏡工作原理熱紅外顯微鏡借助圖像分析技術,直觀展示電子設備熱分布狀況 。
致晟光電熱紅外顯微鏡的軟件算法優(yōu)化,信號處理邏輯也是其競爭力之一。
其搭載的自適應降噪算法,能通過多幀信號累積與特征學習,精細識別背景噪聲的頻譜特征 —— 無論是環(huán)境溫度波動產(chǎn)生的低頻干擾,還是電子元件的隨機噪聲,都能被針對性濾除,使信噪比提升 2-3 個數(shù)量級。
針對微弱熱信號提取,算法內(nèi)置動態(tài)閾值調(diào)節(jié)機制,結合熱信號的時域相關性與空間分布特征,可從噪聲中剝離 0.05mK 級的微小溫度變化,即使納米尺度結構的隱性感熱信號也能被清晰捕捉。同時,軟件支持熱分布三維建模、溫度梯度曲線分析、多區(qū)域熱演化對比等多元功能,通過直觀的可視化界面呈現(xiàn)數(shù)據(jù) —— 從熱點定位的微米級標記到熱傳導路徑的動態(tài)模擬,為用戶提供從信號提取到深度分析的全流程支持,大幅提升微觀熱分析效率。
熱紅外顯微鏡和紅外顯微鏡并非同一事物,二者是包含與被包含的關系。紅外顯微鏡是個廣義概念,涵蓋利用0.75-1000微米紅外光進行分析的設備,依波長分近、中、遠紅外等,通過樣品對紅外光的吸收、反射等特性分析化學成分,比如識別材料中的官能團,應用于材料科學、生物學等領域。而熱紅外顯微鏡是其分支,專注7-14微米的熱紅外波段,無需外部光源,直接探測樣品自身的熱輻射,依據(jù)黑體輻射定律生成溫度分布圖像,主要用于研究溫度分布與熱特性,像定位電子芯片的熱點、分析復合材料熱傳導均勻性等。前者側重成分分析,后者聚焦熱特性研究。熱紅外顯微鏡在工業(yè)生產(chǎn)中,用于在線監(jiān)測電子器件的熱質(zhì)量 。
在電子領域,所有器件都會在不同程度上產(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增加功耗,進而導致發(fā)熱量上升。
在失效分析中,這種額外的熱量能夠為定位缺陷本身提供有用線索。熱紅外顯微鏡可以借助內(nèi)置攝像系統(tǒng)來測量可見光或近紅外光的實用技術。該相機對波長在3至10微米范圍內(nèi)的光子十分敏感,而這些波長與熱量相對應,因此相機獲取的圖像可轉(zhuǎn)化為被測器件的熱分布圖。通常,會先對斷電狀態(tài)下的樣品器件進行熱成像,以此建立基準線;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,可用于隔離失效問題。許多不同的缺陷在通電時會因消耗額外電流而產(chǎn)生過多熱量。例如短路、性能不良的晶體管、損壞的靜電放電保護二極管等,通過熱紅外顯微鏡觀察時會顯現(xiàn)出來,從而使我們能夠精細定位存在缺陷的損壞部位。 熱紅外顯微鏡可實時監(jiān)測電子設備運行中的熱變化,預防過熱故障 。什么是熱紅外顯微鏡成像
熱紅外顯微鏡利用鎖相技術,有效提升熱成像的清晰度與準確性 。什么是熱紅外顯微鏡與光學顯微鏡對比
熱紅外顯微鏡是半導體失效分析與缺陷定位的三大主流手段之一(EMMI、THERMAL、OBIRCH),通過捕捉故障點產(chǎn)生的異常熱輻射,實現(xiàn)精細定位。存在缺陷或性能退化的器件通常表現(xiàn)為局部功耗異常,導致微區(qū)溫度升高。顯微熱分布測試系統(tǒng)結合熱點鎖定技術,能夠高效識別這些區(qū)域。熱點鎖定是一種動態(tài)紅外熱成像方法,通過調(diào)節(jié)電壓提升分辨率與靈敏度,并借助算法優(yōu)化信噪比。在集成電路(IC)分析中,該技術廣泛應用于定位短路、ESD損傷、缺陷晶體管、二極管失效及閂鎖問題等關鍵故障。 什么是熱紅外顯微鏡與光學顯微鏡對比
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