國產(chǎn)平替鎖相紅外熱成像系統(tǒng)成像

來源: 發(fā)布時間:2025-08-05

ThermalEMMI(熱紅外顯微鏡)是一種先進的非破壞性檢測技術(shù),主要用于精細(xì)定位電子設(shè)備中的熱點區(qū)域,這些區(qū)域通常與潛在的故障、缺陷或性能問題密切相關(guān)。該技術(shù)可在不破壞被測對象的前提下,捕捉電子元件在工作狀態(tài)下釋放的熱輻射與光信號,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題根源,從而及時采取有效的維修或優(yōu)化措施。電激勵模塊是通過源表向被測物體施加周期性方波電信號,通過焦耳效應(yīng)使物體產(chǎn)生周期性的溫度波動。國產(chǎn)平替鎖相紅外熱成像系統(tǒng)成像

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在電子領(lǐng)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(dǎo)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(shù)。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(yīng),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(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(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)容電激勵為鎖相熱成像系統(tǒng)提供穩(wěn)定的熱激勵源。

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RTTLIT 系統(tǒng)采用了先進的鎖相熱成像(Lock-In Thermography)技術(shù),這是一種通過調(diào)制電信號來大幅提升特征分辨率與檢測靈敏度的創(chuàng)新方法。在傳統(tǒng)的熱成像檢測中,由于背景噪聲和熱擴散等因素的影響,往往難以精確檢測到微小的熱異常。而鎖相熱成像技術(shù)通過對目標(biāo)物體施加特定頻率的電激勵,使目標(biāo)物體產(chǎn)生與激勵頻率相同的熱響應(yīng),然后通過鎖相放大器對熱響應(yīng)信號進行解調(diào),只提取與激勵頻率相關(guān)的熱信號,從而有效地抑制了背景噪聲,極大地提高了檢測的靈敏度和分辨率。

在電子行業(yè),鎖相熱成像系統(tǒng)為芯片檢測帶來了巨大的變革。芯片結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜,傳統(tǒng)的檢測方法不僅效率低下,還可能對芯片造成損傷。而鎖相熱成像系統(tǒng)通過對芯片施加周期性的電激勵,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,進而定位電路中的短路、虛焊等故障點。其非接觸式的檢測方式,從根本上避免了對精密電子元件的損傷,同時提升了芯片質(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)。

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蘇州致晟光電科技有限公司自主研發(fā)的RTTLIT (實時瞬態(tài)鎖相熱分析系統(tǒng)),該技術(shù)的溫度靈敏度極高,部分型號甚至可達 0.0001℃,功率檢測限低至 1μW。這意味著它能夠捕捉到極其微弱的熱信號變化,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。這種高靈敏度檢測能力在半導(dǎo)體器件、晶圓、集成電路等對精度要求極高的領(lǐng)域中具有無可比擬的優(yōu)勢,能夠幫助工程師快速、準(zhǔn)確地定位故障點,較大程度上的縮短了產(chǎn)品研發(fā)和故障排查的時間。在無損檢測領(lǐng)域,電激勵與鎖相熱成像系統(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。無損鎖相紅外熱成像系統(tǒng)分析

電激勵的脈沖寬度與鎖相熱成像系統(tǒng)采樣頻率需匹配,通過參數(shù)優(yōu)化可大幅提高檢測信號的信噪比和清晰度。國產(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,能夠協(xié)同應(yīng)對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)的獨特優(yōu)勢在于,即便失效點被金屬層覆蓋形成“熱點”,其仍能通過光束照射引發(fā)的電阻變化特性實現(xiàn)精細(xì)檢測——這恰好彌補了EMMI在金屬遮擋區(qū)域光信號捕捉受限的不足。國產(chǎn)平替鎖相紅外熱成像系統(tǒng)成像