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科研用热红外显微镜校准方法

来源: 发布时间:2025年10月03日

无损热红外显微镜的非破坏性分析(NDA)技术,为失效分析提供了 “保全样品” 的重要手段。它在不损伤高价值样品的前提下,捕捉隐性热信号以定位内部缺陷,既保障了分析的准确性,又为后续验证、复盘保留了完整样本,让失效分析从 “找到问题” 到 “解决问题” 的闭环更高效、更可靠。相较于无损热红外显微镜的非侵入式检测,这些有损分析方法虽能获取内部结构信息,但会破坏样品完整性,更适合无需保留样品的分析场景,与无损分析形成互补!热红外显微镜支持多种样品载物台适配,能满足固体、薄膜等不同形态微观样品的热观测需求。科研用热红外显微镜校准方法

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热红外显微镜(ThermalEMMI)的另一大优势在于其非接触式检测能力,相较于传统接触式方法具有优势。传统接触式检测通常需要使用探针直接接触被测设备,这不仅可能因机械压力导致芯片焊点形变或线路微损伤,还可能因静电放电(ESD)对敏感半导体器件造成破坏,从而引入额外风险和测量误差。对于精密电子元件和高精度设备而言,这种潜在损伤可能严重影响检测结果的可靠性。

热红外显微镜通过捕捉设备在运行过程中释放的热辐射信号,实现完全非侵入式的检测。这不仅能够在设备正常工作状态下获取实时热分布数据,还有效避免了接触带来的干扰或损伤,提高了整个检测流程的安全性和稳定性。工程师可以依靠这些高保真数据进行精确故障诊断、性能评估以及早期异常识别,从而优化研发与生产流程。非接触式的技术优势,使热红外显微镜成为半导体芯片、微电子系统及精密印制电路板等电子组件检测的理想选择,为现代电子产业提供了更安全、高效和可靠的分析手段。 什么是热红外显微镜功能热红外显微镜成像:可叠加光学显微图像,实现 “热 - 光” 关联分析,明确样品热异常对应的微观结构。

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从技术实现角度来看,Thermal EMMI热红外显微镜的核心竞争力源于多模块的深度协同设计:其搭载的高性能近红外探测器(如InGaAs材料器件)可实现900-1700nm波段的高灵敏度响应,配合精密显微光学系统(包含高数值孔径物镜与电动调焦组件),能将空间分辨率提升至微米级,确保对芯片局部区域的精细观测。系统内置的先进信号处理算法则通过锁相放大、噪声抑制等技术,将微弱热辐射信号从背景噪声中有效提取,信噪比提升可达1000倍以上。


在失效分析中,零成本简单且常用的三个方法基于“观察-验证-定位”的基本逻辑,无需复杂设备即可快速缩小失效原因范围:1.外观检查法(VisualInspection)2.功能复现与对比法(FunctionReproduction&Comparison)3.导通/通路检查法(ContinuityCheck)但当失效分析需要进阶到微观热行为、隐性感官缺陷或材料/结构内部异常的层面时,热红外显微镜(ThermalEMMI)能成为关键工具,与基础方法结合形成更深度的分析逻辑。在进阶失效分析中,热红外显微镜可捕捉微观热分布,锁定电子元件微区过热(如虚焊、短路)、材料内部缺陷(如裂纹、气泡)引发的隐性热异常,结合动态热演化记录,与基础方法协同,从“不可见”热信号中定位失效根因。热红外显微镜成像仪支持实时动态成像,能记录样品在不同环境下的温度分布动态变化过程。

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致晟光电研发的热红外显微镜配置了性能优异的InSb(铟锑)探测器,能够在中波红外波段(3–5 μm)有效捕捉热辐射信号。该材料在光电转换方面表现突出,同时具备极低的本征噪声。

在制冷条件下,探测器实现了纳瓦级的热灵敏度,并具备20mK以内的温度分辨能力,非常适合高精度、非接触式的热成像测量需求。通过应用于显微级热红外检测系统,该探测器能够提升空间分辨率,达到微米级别,并保持良好的温度响应线性,从而为半导体器件及微电子系统中的局部发热、热量扩散与瞬态热现象提供细致表征。与此同时,致晟光电在光学与热控方面的自主设计也发挥了重要作用。

高数值孔径的光学系统与稳定的热控平台相结合,使InSb探测器能够在多物理场耦合的复杂环境中实现高时空分辨的热场成像,为电子器件失效机理研究、电热效应分析及新型材料热学性能测试提供了可靠的工具与支持。 热红外显微镜原理中,红外滤光片可筛选特定波长的红外辐射,针对性观测样品特定热辐射特性。制冷热红外显微镜校准方法

热红外显微镜应用于光伏行业,可检测太阳能电池片微观区域的热损耗,助力提升电池转换效率。科研用热红外显微镜校准方法

热红外显微镜在半导体IC裸芯片的热检测中具有不可替代的作用。裸芯片内部结构高度精密、集成度极高,即便是微小的热异常,也可能影响性能甚至引发失效,因此精确的热检测至关重要。

依托非接触式成像原理,热红外显微镜能够清晰呈现芯片工作过程中的热分布与温度变化,快速定位热点区域。这些热点往往源于电路设计缺陷、局部电流过大或器件老化等问题。通过对热点检测与分析,工程师能够及时发现潜在故障风险,为优化芯片设计和改进制造工艺提供有力依据。

此外,热红外显微镜还能精确测量裸芯片内部关键半导体结点的温度(结温)。结温是评估芯片性能与可靠性的重要指标,过高的结温不仅会缩短器件寿命,还可能影响其长期稳定性。凭借高空间分辨率的成像能力,该技术能够为研发人员提供详尽的热特性数据,帮助制定高效的散热方案,从而提升芯片的整体性能与可靠性。 科研用热红外显微镜校准方法