熱紅外顯微鏡在半導體IC裸芯片熱檢測中發揮著關鍵作用。對于半導體IC裸芯片而言,其內部結構精密且集成度高,微小的熱異常都可能影響芯片性能甚至導致失效,因此熱檢測至關重要。熱紅外顯微鏡能夠非接觸式地對裸芯片進行熱分布成像與分析,清晰捕捉芯片工作時的溫度變化情況。它可以定位芯片上的熱點區域,這些熱點往往是由電路設計缺陷、局部電流過大或器件老化等問題引起的。通過對熱點的檢測和分析,工程師能及時發現芯片潛在的故障風險,為優化芯片設計、改進制造工藝提供重要依據。同時,該顯微鏡還能測量裸芯片內部關鍵半導體結點的溫度,也就是結溫。結溫是評估芯片性能和可靠性的重要參數,過高的結溫會縮短芯片壽命,影響其穩定性。熱紅外顯微鏡憑借高空間分辨率的熱成像能力,可實現對結溫的測量,幫助研發人員更好地掌握芯片的熱特性,從而制定合理的散熱方案,提升芯片的整體性能與可靠性。熱紅外顯微鏡憑借高靈敏度探測器,實現芯片微米級紅外熱分布觀察,鎖定異常熱點 。鎖相熱紅外顯微鏡范圍
紅外顯微鏡(非熱紅外)與熱紅外顯微鏡應用領域各有側重。前者側重成分分析,在材料科學中用于檢測復合材料界面成分、涂層均勻性及表面污染物;生物醫藥領域可識別生物組織中蛋白質等分子分布,輔助診斷;地質學和考古學中能鑒定礦物組成與文物顏料成分;食品農業領域則用于檢測添加劑、農藥殘留及農作物成分。熱紅外顯微鏡聚焦溫度與熱特性研究,電子半導體領域可定位芯片熱點、評估散熱性能;材料研究中測試熱分布均勻性與熱擴散系數;生物醫藥領域監測細胞代謝熱分布及組織熱傳導;工業質檢能檢測機械零件隱形缺陷,評估電池充放電溫度變化。二者應用有交叉,但分別為成分分析與熱特性研究。芯片用熱紅外顯微鏡快速鎖定 PCB 板上因線路搭接、元件損壞導致的熱點,尤其是隱藏在多層板內部的短路點。
熱紅外顯微鏡與光學顯微鏡雖同屬微觀觀測工具,但在原理、功能與應用場景上存在明顯差異,尤其在失效分析等專業領域各有側重。
從工作原理看,光學顯微鏡利用可見光(400-760nm 波長)的反射或透射成像,通過放大樣品的物理形態(如結構、顏色、紋理)呈現細節,其主要是捕捉 “可見形態特征”;而熱紅外顯微鏡則聚焦 3-10μm 波長的紅外熱輻射,通過檢測樣品自身發射的熱量差異生成熱分布圖,本質是捕捉 “不可見的熱信號”。
在主要功能上,光學顯微鏡擅長觀察樣品的表面形貌、結構缺陷(如裂紋、變形),適合材料微觀結構分析、生物樣本觀察等;熱紅外顯微鏡則專注于微觀熱行為解析,能識別因電路缺陷、材料熱導差異等產生的溫度異常,即使是納米級的微小熱點(如半導體芯片的漏電區域)也能精確捕捉,這是光學顯微鏡無法實現的。
從適用場景來看,光學顯微鏡是通用型觀測工具,廣泛應用于基礎科研、教學等領域;而熱紅外顯微鏡更偏向專業細分場景,尤其在半導體失效分析中,可定位短路、虛焊等隱性缺陷引發的熱異常,在新材料研發中能分析不同組分的熱傳導特性,為解決 “熱相關問題” 提供關鍵依據。
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?,F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 AI 輔助分析,一鍵生成熱譜圖,大幅提升科研與檢測效率。
通過大量海量熱圖像數據,催生出更智能的數據分析手段。借助深度學習算法,構建熱圖像識別模型,可快速準確地從復雜熱分布中識別出特定熱異常模式。如在集成電路失效分析中,模型能自動比對正常與異常芯片的熱圖像,定位短路、斷路等故障點,有效縮短分析時間。在數據處理軟件中集成熱傳導數值模擬功能,結合實驗測得的熱數據,反演材料內部熱導率、比熱容等參數,從熱傳導理論層面深入解析熱現象,為材料熱性能研究與器件熱設計提供量化指導。熱紅外顯微鏡可模擬器件實際工作溫度測試,為產品性能評估提供真實有效數據。廠家熱紅外顯微鏡聯系人
定位芯片內部微短路、漏電、焊點虛接等導致的熱異常點。鎖相熱紅外顯微鏡范圍
無損熱紅外顯微鏡的非破壞性分析(NDA)技術,為失效分析提供了 “保全樣品” 的重要手段。它在不損傷高價值樣品的前提下,捕捉隱性熱信號以定位內部缺陷,既保障了分析的準確性,又為后續驗證、復盤保留了完整樣本,讓失效分析從 “找到問題” 到 “解決問題” 的閉環更高效、更可靠。
相較于無損熱紅外顯微鏡的非侵入式檢測,這些有損分析方法雖能獲取內部結構信息,但會破壞樣品完整性,更適合無需保留樣品的分析場景,與無損分析形成互補。 鎖相熱紅外顯微鏡范圍
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