致晟光電自主研發的熱紅外顯微鏡 Thermal EMMI P系列,是電子工業中不可或缺的精密檢測工具,在半導體芯片、先進封裝技術、功率電子器件以及印刷電路板(PCB)等領域的失效分析中發揮著舉足輕重的作用。
該設備搭載——實時瞬態鎖相紅外熱分析(RTTLIT)系統,并集成高靈敏度紅外相機、多倍率可選顯微鏡鏡頭、精確高低壓源表等技術組件,賦予其三大特性:超凡靈敏度與亞微米級檢測精度,可捕捉微弱熱信號與光子發射;高精度溫度測量能力(鎖相靈敏度達0.001℃),支持動態功耗分析;無損故障定位特性,無需破壞器件即可鎖定短路、開路等缺陷。憑借技術集成優勢,ThermaEMMIP系列不僅能快速定位故障點,更能通過失效分析優化產品質量與可靠性,為半導體制造、先進封裝及電子器件研發提供關鍵技術支撐。 熱紅外顯微鏡可對不同材質的電子元件進行熱特性對比分析 。紅外光譜熱紅外顯微鏡備件
EMMI 技術基于半導體器件在工作時因電子 - 空穴復合產生的光子輻射現象,通過高靈敏度光學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。這種技術尤其適用于檢測芯片內部的柵極氧化層缺陷、金屬導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)則聚焦于器件發熱與功能異常的關聯,利用紅外熱成像技術實時呈現半導體器件的熱分布。在高集成度芯片中,局部過熱可能引發性能下降甚至損壞,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、散熱不良或設計缺陷導致的熱失效隱患。兩者結合,實現了從電學故障到熱學異常的全維度失效診斷,極大提升了分析效率與準確性。 熱紅外顯微鏡大全熱紅外顯微鏡通過納秒級瞬態熱捕捉,揭示高速芯片開關過程的瞬態熱失效機理。
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,無需復雜設備即可快速縮小失效原因范圍:
1.外觀檢查法(VisualInspection)
2.功能復現與對比法(FunctionReproduction&Comparison)
3.導通/通路檢查法(ContinuityCheck)
但當失效分析需要進階到微觀熱行為、隱性感官缺陷或材料/結構內部異常的層面時,熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI) 能成為關鍵工具,與基礎方法結合形成更深度的分析邏輯。在進階失效分析中,熱紅外顯微鏡可捕捉微觀熱分布,鎖定電子元件微區過熱(如虛焊、短路)、材料內部缺陷(如裂紋、氣泡)引發的隱性熱異常,結合動態熱演化記錄,與基礎方法協同,從 “不可見” 熱信號中定位失效根因。
在電子領域,所有器件都會在不同程度上產生熱量。器件散發一定熱量屬于正常現象,但某些類型的缺陷會增加功耗,進而導致發熱量上升。
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置攝像系統來測量可見光或近紅外光的實用技術。該相機對波長在3至10微米范圍內的光子十分敏感,而這些波長與熱量相對應,因此相機獲取的圖像可轉化為被測器件的熱分布圖。通常,會先對斷電狀態下的樣品器件進行熱成像,以此建立基準線;隨后通電再次成像。得到的圖像直觀呈現了器件的功耗情況,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出來,從而使我們能夠精細定位存在缺陷的損壞部位。 熱紅外顯微鏡通過熱輻射相位差算法,三維定位 3D 封裝中 Z 軸方向的失效層。
半導體制程已逐步進入 3 納米及更先進階段,芯片內部結構日趨密集,供電電壓也持續降低,這使得微觀熱行為對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熱發射顯微鏡基礎上,經迭代進化而成的精密工具。在先進制程研發中,它在應對熱難題方面能提供一定支持,在芯片設計驗證、失效排查以及性能優化等環節,都能發揮相應的作用。其通過不斷優化的技術,適應了先進制程下對微觀熱信號檢測的需求,為相關研發工作提供了有助于分析和解決問題的熱分布信息,助力研發人員更好地推進芯片相關的研究與改進工作。
熱紅外顯微鏡在材料研究領域,常用于觀察材料微觀熱傳導特性。半導體失效分析熱紅外顯微鏡方案設計
熱紅外顯微鏡的高精度熱檢測,為電子設備可靠性提供保障 。紅外光譜熱紅外顯微鏡備件
致晟光電熱紅外顯微鏡的軟件算法優化,信號處理邏輯也是其競爭力之一。
其搭載的自適應降噪算法,能通過多幀信號累積與特征學習,精細識別背景噪聲的頻譜特征 —— 無論是環境溫度波動產生的低頻干擾,還是電子元件的隨機噪聲,都能被針對性濾除,使信噪比提升 2-3 個數量級。
針對微弱熱信號提取,算法內置動態閾值調節機制,結合熱信號的時域相關性與空間分布特征,可從噪聲中剝離 0.05mK 級的微小溫度變化,即使納米尺度結構的隱性感熱信號也能被清晰捕捉。同時,軟件支持熱分布三維建模、溫度梯度曲線分析、多區域熱演化對比等多元功能,通過直觀的可視化界面呈現數據 —— 從熱點定位的微米級標記到熱傳導路徑的動態模擬,為用戶提供從信號提取到深度分析的全流程支持,大幅提升微觀熱分析效率。 紅外光譜熱紅外顯微鏡備件
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