紅外顯微鏡(非熱紅外)與熱紅外顯微鏡應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重。前者側(cè)重成分分析,在材料科學(xué)中用于檢測復(fù)合材料界面成分、涂層均勻性及表面污染物;生物醫(yī)藥領(lǐng)域可識別生物組織中蛋白質(zhì)等分子分布,輔助診斷;地質(zhì)學(xué)和考古學(xué)中能鑒定礦物組成與文物顏料成分;食品農(nóng)業(yè)領(lǐng)域則用于檢測添加劑、農(nóng)藥殘留及農(nóng)作物成分。熱紅外顯微鏡聚焦溫度與熱特性研究,電子半導(dǎo)體領(lǐng)域可定位芯片熱點、評估散熱性能;材料研究中測試熱分布均勻性與熱擴(kuò)散系數(shù);生物醫(yī)藥領(lǐng)域監(jiān)測細(xì)胞代謝熱分布及組織熱傳導(dǎo);工業(yè)質(zhì)檢能檢測機(jī)械零件隱形缺陷,評估電池充放電溫度變化。二者應(yīng)用有交叉,但分別為成分分析與熱特性研究。熱紅外顯微鏡助力科研人員研究新型材料的熱穩(wěn)定性與熱性能 。非制冷熱紅外顯微鏡儀器
在失效分析中,零成本簡單且常用的三個方法基于“觀察-驗證-定位”的基本邏輯,無需復(fù)雜設(shè)備即可快速縮小失效原因范圍:
1.外觀檢查法(VisualInspection)
2.功能復(fù)現(xiàn)與對比法(FunctionReproduction&Comparison)
3.導(dǎo)通/通路檢查法(ContinuityCheck)
但當(dāng)失效分析需要進(jìn)階到微觀熱行為、隱性感官缺陷或材料/結(jié)構(gòu)內(nèi)部異常的層面時,熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI) 能成為關(guān)鍵工具,與基礎(chǔ)方法結(jié)合形成更深度的分析邏輯。在進(jìn)階失效分析中,熱紅外顯微鏡可捕捉微觀熱分布,鎖定電子元件微區(qū)過熱(如虛焊、短路)、材料內(nèi)部缺陷(如裂紋、氣泡)引發(fā)的隱性熱異常,結(jié)合動態(tài)熱演化記錄,與基礎(chǔ)方法協(xié)同,從 “不可見” 熱信號中定位失效根因。 國產(chǎn)熱紅外顯微鏡設(shè)備熱紅外顯微鏡通過熱成像技術(shù),快速定位 PCB 板上的短路熱點 。
熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)的突出優(yōu)勢二:
與傳統(tǒng)接觸式檢測方法相比,熱紅外顯微鏡的非接觸式檢測優(yōu)勢更勝——無需與被測設(shè)備直接物理接觸,從根本上規(guī)避了傳統(tǒng)檢測中因探針壓力、靜電放電等因素對設(shè)備造成的損傷風(fēng)險,這對精密電子元件與高精度設(shè)備的檢測尤為關(guān)鍵。在接觸式檢測場景中,探針接觸產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致芯片焊點形變或線路微損傷,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,熱紅外顯微鏡通過捕捉設(shè)備運行時的熱輻射信號實現(xiàn)非侵入式檢測,不僅能在設(shè)備正常工作狀態(tài)下獲取實時數(shù)據(jù),更避免了因接觸干擾導(dǎo)致的檢測誤差,大幅提升了檢測過程的安全性與結(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估提供了更優(yōu)解。
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。 快速鎖定 PCB 板上因線路搭接、元件損壞導(dǎo)致的熱點,尤其是隱藏在多層板內(nèi)部的短路點。
熱紅外顯微鏡是半導(dǎo)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(xì)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(dǎo)致微區(qū)溫度升高。顯微熱分布測試系統(tǒng)結(jié)合熱點鎖定技術(shù),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(shù)廣泛應(yīng)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(guān)鍵故障。 熱紅外顯微鏡在 SiC/GaN 功率器件檢測中,量化評估襯底界面熱阻分布。檢測用熱紅外顯微鏡價格
熱紅外顯微鏡通過納秒級瞬態(tài)熱捕捉,揭示高速芯片開關(guān)過程的瞬態(tài)熱失效機(jī)理。非制冷熱紅外顯微鏡儀器
非破壞性分析(NDA)以非侵入方式分析樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能,無需切割、拆解或化學(xué)處理,能保留樣品完整性,為后續(xù)研究留有余地,在高精度、高成本的半導(dǎo)體領(lǐng)域作用突出。
無損分析,通過捕捉樣品自身紅外熱輻射成像,全程無接觸,無需對晶圓、芯片等進(jìn)行破壞性處理。在半導(dǎo)體制造中,可識別晶圓晶體缺陷;封裝階段,能檢測焊接點完整性或封裝層粘結(jié)質(zhì)量;失效分析時,可定位內(nèi)部短路或斷裂區(qū)域的隱性熱信號,為根源分析提供依據(jù),完美適配半導(dǎo)體行業(yè)對高價值樣品的保護(hù)需求。 非制冷熱紅外顯微鏡儀器