非制冷熱紅外顯微鏡功能

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-15

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(zhǎng)分近、中、遠(yuǎn)紅外等,通過(guò)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(zhuān)注7-14微米的熱紅外波段,無(wú)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。半導(dǎo)體芯片內(nèi)部缺陷定位是工藝優(yōu)化與失效分析的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。非制冷熱紅外顯微鏡功能

非制冷熱紅外顯微鏡功能,熱紅外顯微鏡

熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)技術(shù),作為半導(dǎo)體失效分析領(lǐng)域的關(guān)鍵手段,通過(guò)捕捉器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱輻射,實(shí)現(xiàn)失效點(diǎn)的精細(xì)定位。它憑借對(duì)微觀熱信號(hào)的高靈敏度探測(cè),成為解析半導(dǎo)體故障的 “火眼金睛”。然而,隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷升級(jí),器件正朝著超精細(xì)圖案制程與低供電電壓方向快速演進(jìn):線寬進(jìn)入納米級(jí),供電電壓降至 1V 以下。這使得失效點(diǎn)(如微小短路、漏電流區(qū)域)產(chǎn)生的熱量急劇減少,其輻射的紅外線信號(hào)強(qiáng)度降至傳統(tǒng)檢測(cè)閾值邊緣,疊加芯片復(fù)雜結(jié)構(gòu)的背景輻射干擾,信號(hào)提取難度呈指數(shù)級(jí)上升。
IC熱紅外顯微鏡選購(gòu)指南熱紅外顯微鏡可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電子設(shè)備運(yùn)行中的熱變化,預(yù)防過(guò)熱故障 。

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在失效分析的有損分析中,打開(kāi)封裝是常見(jiàn)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(wú)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(chǎng)景。局部去除法通過(guò)特定手段去除部分封裝,優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)封過(guò)程不會(huì)損壞內(nèi)部電路和引線,開(kāi)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(guò)同樣屬于破壞性處理,會(huì)對(duì)樣品造成一定程度的損傷。


半導(dǎo)體制程已逐步進(jìn)入 3 納米及更先進(jìn)階段,芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨密集,供電電壓也持續(xù)降低,這使得微觀熱行為對(duì)器件性能的影響變得更為明顯。致晟光電熱紅外顯微鏡是在傳統(tǒng)熱發(fā)射顯微鏡基礎(chǔ)上,經(jīng)迭代進(jìn)化而成的精密工具。在先進(jìn)制程研發(fā)中,它在應(yīng)對(duì)熱難題方面能提供一定支持,在芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證、失效排查以及性能優(yōu)化等環(huán)節(jié),都能發(fā)揮相應(yīng)的作用。其通過(guò)不斷優(yōu)化的技術(shù),適應(yīng)了先進(jìn)制程下對(duì)微觀熱信號(hào)檢測(cè)的需求,為相關(guān)研發(fā)工作提供了有助于分析和解決問(wèn)題的熱分布信息,助力研發(fā)人員更好地推進(jìn)芯片相關(guān)的研究與改進(jìn)工作。
熱紅外顯微鏡對(duì)集成電路進(jìn)行熱檢測(cè),排查內(nèi)部隱藏故障 。

非制冷熱紅外顯微鏡功能,熱紅外顯微鏡

熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI )技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的故障精細(xì)定位,更在性能評(píng)估、熱管理優(yōu)化及可靠性分析等領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特價(jià)值。通過(guò)高分辨率熱成像捕捉設(shè)備熱點(diǎn)分布圖譜,工程師能深度解析器件熱傳導(dǎo)特性,以此為依據(jù)優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有效提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與使用壽命。此外,該技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路功耗分布與異常發(fā)熱區(qū)域,建立動(dòng)態(tài)熱特征數(shù)據(jù)庫(kù),為線路故障的早期預(yù)警與預(yù)防性維護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐,從根本上去降低潛在失效風(fēng)險(xiǎn)。熱紅外顯微鏡可捕捉物體熱輻射,助力電子元件熱分布與散熱性分析。非制冷熱紅外顯微鏡功能

熱紅外顯微鏡在 SiC/GaN 功率器件檢測(cè)中,量化評(píng)估襯底界面熱阻分布。非制冷熱紅外顯微鏡功能

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(chǎng)景上存在明顯差異,尤其在失效分析等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域各有側(cè)重。

工作原理看,光學(xué)顯微鏡利用可見(jiàn)光(400-760nm 波長(zhǎng))的反射或透射成像,通過(guò)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(jiàn)形態(tài)特征”;而熱紅外顯微鏡則聚焦 3-10μm 波長(zhǎng)的紅外熱輻射,通過(guò)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(jiàn)的熱信號(hào)”。

主要功能上,光學(xué)顯微鏡擅長(zhǎng)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(zhuān)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

適用場(chǎng)景來(lái)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(chǎng)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(wèn)題” 提供關(guān)鍵依據(jù)。 非制冷熱紅外顯微鏡功能

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