在失效分析的有損分析中,打開封裝是常見操作,通常有三種方法。全剝離法會(huì)將集成電路完全損壞,留下完整的芯片內(nèi)部電路。但這種方法會(huì)破壞內(nèi)部電路和引線,導(dǎo)致無法進(jìn)行電動(dòng)態(tài)分析,適用于需觀察內(nèi)部電路靜態(tài)結(jié)構(gòu)的場景。局部去除法通過特定手段去除部分封裝,優(yōu)點(diǎn)是開封過程不會(huì)損壞內(nèi)部電路和引線,開封后仍可進(jìn)行電動(dòng)態(tài)分析,能為失效分析提供更豐富的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。自動(dòng)法則是利用硫酸噴射實(shí)現(xiàn)局部去除,自動(dòng)化操作可提高效率和精度,不過同樣屬于破壞性處理,會(huì)對(duì)樣品造成一定程度的損傷。
熱紅外顯微鏡能透過硅片或封裝材料,對(duì)半導(dǎo)體芯片內(nèi)部熱缺陷進(jìn)行非接觸式檢測(cè)??蒲杏脽峒t外顯微鏡成像儀
無損熱紅外顯微鏡的非破壞性分析(NDA)技術(shù),為失效分析提供了 “保全樣品” 的重要手段。它在不損傷高價(jià)值樣品的前提下,捕捉隱性熱信號(hào)以定位內(nèi)部缺陷,既保障了分析的準(zhǔn)確性,又為后續(xù)驗(yàn)證、復(fù)盤保留了完整樣本,讓失效分析從 “找到問題” 到 “解決問題” 的閉環(huán)更高效、更可靠。
相較于無損熱紅外顯微鏡的非侵入式檢測(cè),這些有損分析方法雖能獲取內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息,但會(huì)破壞樣品完整性,更適合無需保留樣品的分析場景,與無損分析形成互補(bǔ)。 檢測(cè)用熱紅外顯微鏡廠家電話熱紅外顯微鏡憑借≤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(guān)系。紅外顯微鏡是個(gè)廣義概念,涵蓋利用0.75-1000微米紅外光進(jìn)行分析的設(shè)備,依波長分近、中、遠(yuǎn)紅外等,通過樣品對(duì)紅外光的吸收、反射等特性分析化學(xué)成分,比如識(shí)別材料中的官能團(tuán),應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)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(cè)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(diǎn)、分析復(fù)合材料熱傳導(dǎo)均勻性等。前者側(cè)重成分分析,后者聚焦熱特性研究。
熱紅外顯微鏡與光學(xué)顯微鏡雖同屬微觀觀測(cè)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(cè)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(hào)”。
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(shí)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(jí)的微小熱點(diǎn)(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(shí)現(xiàn)的。
從適用場景來看,光學(xué)顯微鏡是通用型觀測(cè)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)。 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 。
除了熱輻射,電子設(shè)備在出現(xiàn)故障或異常時(shí),還可能伴隨微弱的光發(fā)射增強(qiáng)。熱紅外顯微鏡搭載高靈敏度的光學(xué)探測(cè)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(qiáng)度的光信號(hào)。這類光發(fā)射通常源自電子在半導(dǎo)體材料中發(fā)生的能級(jí)躍遷、載流子復(fù)合或其他物理過程。通過對(duì)光發(fā)射信號(hào)的成像和分析,熱紅外顯微鏡不僅能夠進(jìn)一步驗(yàn)證熱點(diǎn)區(qū)域的存在,還可輔助判斷異常的具體機(jī)制,為故障定位和性能評(píng)估提供更精確的信息。熱紅外顯微鏡在 3D 封裝檢測(cè)中,通過熱傳導(dǎo)分析確定內(nèi)部失效層 。制冷熱紅外顯微鏡規(guī)格尺寸
熱紅外顯微鏡結(jié)合多模態(tài)檢測(cè)(THERMAL/EMMI/OBIRCH),實(shí)現(xiàn)熱 - 電信號(hào)協(xié)同分析定位復(fù)合缺陷??蒲杏脽峒t外顯微鏡成像儀
RTTLIT P10 熱紅外顯微鏡在光學(xué)配置上的靈活性,可通過多種可選物鏡得以充分體現(xiàn),為不同尺度、不同場景的熱分析需求提供精細(xì)適配。
Micro 廣角鏡頭擅長捕捉大視野范圍的整體熱分布,適合快速定位樣品宏觀熱異常區(qū)域,如整片晶圓的整體散熱趨勢(shì)觀測(cè);0.2X 鏡頭在保持一定視野的同時(shí)提升細(xì)節(jié)捕捉能力,可用于中等尺寸器件(如傳感器模組)的熱行為分析,平衡效率與精度;0.4X 鏡頭進(jìn)一步聚焦局部,能清晰呈現(xiàn)芯片封裝級(jí)的熱分布特征,助力排查封裝缺陷導(dǎo)致的散熱不均問題;1X 與 3X 鏡頭則聚焦微觀尺度,1X 鏡頭可解析芯片內(nèi)部功能模塊的熱交互,3X 鏡頭更是能深入到微米級(jí)結(jié)構(gòu)(如晶體管陣列、引線鍵合點(diǎn)),捕捉納米級(jí)熱點(diǎn)的細(xì)微溫度波動(dòng)。
科研用熱紅外顯微鏡成像儀
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