致晟光電熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)系列中的 RTTLIT P20 實(shí)時(shí)瞬態(tài)鎖相熱分析系統(tǒng),采用鎖相熱成像(Lock-inThermography)技術(shù),通過調(diào)制電信號(hào)提升特征分辨率與靈敏度,并結(jié)合軟件算法優(yōu)化信噪比,實(shí)現(xiàn)顯微成像下超高靈敏度的熱信號(hào)測(cè)量。RTTLIT P20搭載100Hz高頻深制冷型超高靈敏度顯微熱紅外成像探測(cè)器,測(cè)溫靈敏度達(dá)0.1mK,顯微分辨率低至2μm,具備良好的檢測(cè)靈敏度與測(cè)試效能。該系統(tǒng)重點(diǎn)應(yīng)用于對(duì)測(cè)溫精度和顯微分辨率要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景,包括半導(dǎo)體器件、晶圓、集成電路、IGBT、功率模塊、第三代半導(dǎo)體、LED及microLED等的失效分析,是電子集成電路與半導(dǎo)體器件失效分析及缺陷定位領(lǐng)域的關(guān)鍵工具。定位芯片內(nèi)部微短路、漏電、焊點(diǎn)虛接等導(dǎo)致的熱異常點(diǎn)。鎖相熱紅外顯微鏡
在電子領(lǐng)域,所有器件都會(huì)在不同程度上產(chǎn)生熱量。器件散發(fā)一定熱量屬于正常現(xiàn)象,但某些類型的缺陷會(huì)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?yàn)槎ㄎ蝗毕荼旧硖峁┯杏镁€索。熱紅外顯微鏡可以借助內(nèi)置攝像系統(tǒng)來(lái)測(cè)量可見光或近紅外光的實(shí)用技術(shù)。該相機(jī)對(duì)波長(zhǎng)在3至10微米范圍內(nèi)的光子十分敏感,而這些波長(zhǎng)與熱量相對(duì)應(yīng),因此相機(jī)獲取的圖像可轉(zhuǎn)化為被測(cè)器件的熱分布圖。通常,會(huì)先對(duì)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(shí)會(huì)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(shí)會(huì)顯現(xiàn)出來(lái),從而使我們能夠精細(xì)定位存在缺陷的損壞部位。 半導(dǎo)體失效分析熱紅外顯微鏡選購(gòu)指南熱紅外顯微鏡對(duì)集成電路進(jìn)行熱檢測(cè),排查內(nèi)部隱藏故障 。
在國(guó)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(duì)較少,尤其在熱紅外檢測(cè)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(cè)、信號(hào)處理等多學(xué)科技術(shù),也受限于市場(chǎng)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(guó)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(jì)、信號(hào)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(guó)內(nèi)半導(dǎo)體、材料等行業(yè)的失效分析需求,例如針對(duì)先進(jìn)制程芯片的微小熱信號(hào)檢測(cè)、國(guó)產(chǎn)新材料的熱特性研究等場(chǎng)景,提供更貼合實(shí)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。
現(xiàn)市場(chǎng)呈現(xiàn) “國(guó)產(chǎn)崛起與進(jìn)口分野” 的競(jìng)爭(zhēng)格局。進(jìn)口品牌憑借早期技術(shù)積累,在市場(chǎng)仍占一定優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)廠商則依托本土化優(yōu)勢(shì)快速突圍,通過優(yōu)化供應(yīng)鏈、降低生產(chǎn)成本,在中低端市場(chǎng)形成強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,尤其在工業(yè)質(zhì)檢、電路板失效分析等場(chǎng)景中,憑借高性價(jià)比和快速響應(yīng)的服務(wù)搶占份額。同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)投入,在探測(cè)器靈敏度、成像分辨率等指標(biāo)上不斷追趕,部分中端產(chǎn)品可以做到超越國(guó)際水平,且在定制化解決方案上更貼合本土客戶需求,如針對(duì)大尺寸主板檢測(cè)優(yōu)化的機(jī)型。隨著國(guó)產(chǎn)技術(shù)成熟度提升,與進(jìn)口品牌的競(jìng)爭(zhēng)邊界不斷模糊,推動(dòng)整體市場(chǎng)向多元化、高性價(jià)比方向發(fā)展。檢測(cè) PCB 焊點(diǎn)、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。
非制冷熱紅外顯微鏡基于微測(cè)輻射熱計(jì),無(wú)需低溫制冷裝置,具有功耗低、維護(hù)成本低等特點(diǎn),適合長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。其通過鎖相熱成像等技術(shù)優(yōu)化后,雖靈敏度(通常 0.01-0.1℃)和分辨率(普遍 5-20μm)略遜于制冷型,但性價(jià)比更高,。與制冷型對(duì)比,非制冷型無(wú)需制冷耗材,適合 PCB、PCBA 等常規(guī)電子元件失效分析;而制冷型(如 RTTLIT P20)靈敏度達(dá) 0.1mK、分辨率低至 2μm,價(jià)格高,多用于半導(dǎo)體晶圓等檢測(cè)。非制冷熱紅外顯微鏡在中低端工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較多。在高低溫循環(huán)(-40℃~125℃)中監(jiān)測(cè)車載功率模塊、傳感器的熱疲勞退化。無(wú)損熱紅外顯微鏡選購(gòu)指南
國(guó)產(chǎn)熱紅外顯微鏡憑借自主研發(fā)軟件,具備時(shí)域重構(gòu)等功能,提升檢測(cè)效率。鎖相熱紅外顯微鏡
熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)的突出優(yōu)勢(shì)二:
與傳統(tǒng)接觸式檢測(cè)方法相比,熱紅外顯微鏡的非接觸式檢測(cè)優(yōu)勢(shì)更勝——無(wú)需與被測(cè)設(shè)備直接物理接觸,從根本上規(guī)避了傳統(tǒng)檢測(cè)中因探針壓力、靜電放電等因素對(duì)設(shè)備造成的損傷風(fēng)險(xiǎn),這對(duì)精密電子元件與高精度設(shè)備的檢測(cè)尤為關(guān)鍵。在接觸式檢測(cè)場(chǎng)景中,探針接觸產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致芯片焊點(diǎn)形變或線路微損傷,而靜電放電(ESD)更可能直接擊穿敏感半導(dǎo)體器件。
相比之下,熱紅外顯微鏡通過捕捉設(shè)備運(yùn)行時(shí)的熱輻射信號(hào)實(shí)現(xiàn)非侵入式檢測(cè),不僅能在設(shè)備正常工作狀態(tài)下獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),更避免了因接觸干擾導(dǎo)致的檢測(cè)誤差,大幅提升了檢測(cè)過程的安全性與結(jié)果可靠性。這種非接觸式技術(shù)突破,為電子設(shè)備的故障診斷與性能評(píng)估提供了更優(yōu)解。 鎖相熱紅外顯微鏡