在微觀熱信號檢測領(lǐng)域,熱發(fā)射顯微鏡作為經(jīng)典失效分析工具,為半導(dǎo)體與材料研究提供了基礎(chǔ)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(shù)工程師團(tuán)隊在傳統(tǒng)熱發(fā)射顯微鏡原理上,歷經(jīng)多代技術(shù)創(chuàng)新與功能迭代逐步演變進(jìn)化而來。這一過程中,團(tuán)隊針對傳統(tǒng)設(shè)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(xué)系統(tǒng)重構(gòu)、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(yīng)現(xiàn)代微觀熱分析需求的技術(shù)體系。熱紅外顯微鏡幫助工程師分析電子設(shè)備過熱的根本原因 。低溫?zé)釤峒t外顯微鏡設(shè)備制造
除了熱輻射,電子設(shè)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(qiáng)。熱紅外顯微鏡搭載高靈敏度的光學(xué)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(qiáng)度的光信號。這類光發(fā)射通常源自電子在半導(dǎo)體材料中發(fā)生的能級躍遷、載流子復(fù)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(jìn)一步驗證熱點區(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估提供更精確的信息。廠家熱紅外顯微鏡大全量化 SiC、GaN 等寬禁帶半導(dǎo)體的襯底熱阻、結(jié)溫分布,優(yōu)化散熱設(shè)計。
在國內(nèi)失效分析設(shè)備領(lǐng)域,專注于原廠研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量相對較少,尤其在熱紅外檢測這類高精度細(xì)分領(lǐng)域,具備自主技術(shù)積累的原廠更為稀缺。這一現(xiàn)狀既源于技術(shù)門檻 —— 需融合光學(xué)、紅外探測、信號處理等多學(xué)科技術(shù),也受限于市場需求的專業(yè)化程度,導(dǎo)致多數(shù)企業(yè)傾向于代理或集成方案。
致晟光電正是國內(nèi)少數(shù)深耕該領(lǐng)域的原廠之一。不同于單純的設(shè)備組裝,其從中樞技術(shù)迭代入手,在傳統(tǒng)熱發(fā)射顯微鏡基礎(chǔ)上進(jìn)化出熱紅外顯微鏡,形成從光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、信號算法研發(fā)到整機(jī)制造的完整能力。這種原廠基因使其能深度理解國內(nèi)半導(dǎo)體、材料等行業(yè)的失效分析需求,例如針對先進(jìn)制程芯片的微小熱信號檢測、國產(chǎn)新材料的熱特性研究等場景,提供更貼合實際應(yīng)用的設(shè)備與技術(shù)支持,成為本土失效分析領(lǐng)域不可忽視的自主力量。
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,通過樣品對紅外光的吸收、反射等特性分析化學(xué)成分,比如識別材料中的官能團(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(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。在半導(dǎo)體制造中,通過逐點熱掃描篩選熱特性不一致的晶圓,提升良率。
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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(hù)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。 檢測 PCB 焊點、芯片鍵合線的接觸電阻異常,避免虛焊導(dǎo)致的瞬態(tài)過熱。紅外光譜熱紅外顯微鏡方案
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)。低溫?zé)釤峒t外顯微鏡設(shè)備制造
RTTLITP20 熱紅外顯微鏡憑借多元光學(xué)物鏡配置,構(gòu)建從宏觀到納米級的全尺度熱分析能力,靈活適配多樣檢測需求。Micro廣角鏡頭可快速覆蓋大尺寸樣品整體熱分布,如整塊電路板、大型模組的散熱趨勢,高效完成初步篩查;0.13~0.3x變焦鏡頭通過連續(xù)倍率調(diào)節(jié),適配芯片封裝體、傳感器陣列等中等尺度器件熱分析,兼顧整體熱場與局部細(xì)節(jié);0.65X~0.75X變焦鏡頭提升分辨率,解析芯片內(nèi)部功能單元熱交互,助力定位封裝散熱瓶頸;3x~4x變焦鏡頭深入微米級結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)晶體管陣列、引線鍵合點等細(xì)微部位熱分布;8X~13X變焦鏡頭聚焦納米尺度,捕捉微小短路點、漏電流區(qū)域等納米級熱點的微弱熱信號,滿足先進(jìn)制程半導(dǎo)體高精度分析需求。
多段變焦與固定倍率結(jié)合的設(shè)計,實現(xiàn)宏觀到微觀熱分析平滑切換,無需頻繁更換配件,大幅提升半導(dǎo)體失效分析、新材料熱特性研究等領(lǐng)域的檢測效率與精細(xì)度。 低溫?zé)釤峒t外顯微鏡設(shè)備制造
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