高分辨率热红外显微镜校准方法

在半导体失效分析实验室中，工程师们常常面临令人头疼的难题：一块价值百万的芯片突然“歇工”，却迟迟找不到故障根源。传统检测手段轮番上阵——电性测试无从下手，物理开盖又可能破坏关键痕迹，整个分析仿佛陷入迷雾之中。这时，Thermal EMMI（热红外显微镜）如同一位敏锐的“热力神探”登场。它能够捕捉芯片在微观层面发出的极其微弱的热辐射与光信号，毫不干扰样品本体，实现非接触式成像。借助其高灵敏度和高空间分辨率，隐藏在纳米尺度下的异常热点被一一揭示，让“沉默”的芯片重新开口说话，助力工程师快速锁定失效位置，为后续修复与优化提供明确方向。在众多复杂失效场景中，Thermal EMMI已成为不可或缺的利器。
热红外显微镜成像：基于样品不同区域热辐射强度差异，生成二维热像图，直观呈现样品表面温度分布细节。高分辨率热红外显微镜校准方法

热红外显微镜作为一种特殊的成像设备，能够捕捉物体表面因温度差异产生的红外辐射，从而生成反映温度分布的图像。其原理基于任何物体只要温度高于零度，就会不断向外辐射红外线，且温度不同，辐射的红外线波长和强度也存在差异。通过高灵敏度的红外探测器和精密的光学系统，热红外显微镜可将这种细微的温度变化转化为清晰的图像，实现对微观结构的温度分布监测。在半导体行业中，它能检测芯片工作时的局部过热区域，为分析器件功耗和潜在故障提供关键数据，是电子器件热特性研究的重要工具。工业检测热红外显微镜运动漏电、静态损耗、断线、接触不良、封装缺陷等产生的微小热信号检测。

从工作原理来看，红外探测器可分为热探测器与光电探测器两大类。热探测器利用热电效应，将入射红外辐射引起的温度变化通过热电偶转化为电压信号，典型**包括热电堆、热电探测器和热辐射计等；光电探测器则依靠光电效应，将红外光子直接转化为电信号，具有响应速度快、灵敏度高的特点。从材料类型来看，红外探测器又可分为非制冷型与制冷型两类。非制冷型以氧化钒、非晶硅等为**，主要基于红外辐射的热效应工作，结构简单、成本较**冷型则以MCT（碲镉汞）、InSb（锑化铟）、T2SL（Ⅱ类超晶格）等材料为主，依靠光电效应实现高灵敏度探测，适用于高精度、长波长及弱信号的红外成像与测量需求。

随着新能源汽车和智能汽车的快速发展，汽车电子系统的稳定性和可靠性显得尤为重要。由于车载环境复杂，功率器件、控制芯片和传感器在运行中极易受到温度波动的影响，从而引发性能衰减或失效。热红外显微镜为这一领域提供了先进的检测手段。它能够在不干扰系统运行的情况下，实时监控关键器件的温度分布，快速发现潜在的过热隐患。通过对热红外显微镜成像结果的分析，工程师可以有针对性地优化散热设计和器件布局，确保电子系统在高温、震动等极端条件下仍能稳定工作。这不仅提升了汽车电子的可靠性，也为整车的安全性能提供了保障。可以说，热红外显微镜已经成为推动汽车电子产业升级的重要技术支撑，未来其应用范围还将进一步拓展至智能驾驶和车载功率系统的更多环节。热红外显微镜能捕捉微观物体热辐射信号，为材料热特性研究提供高分辨率观测手段。

对于3D封装产品，传统的失效点定位往往需要采用逐层去层的方法，一层一层地进行异常排查与确认，不仅耗时长、人工成本高，还存在对样品造成不可逆损伤的风险。借助Thermal EMMI设备，可通过检测失效点热辐射在传导过程中的相位差，推算出失效点在3D封装结构中的深度位置（Z轴方向）。这一方法能够在不破坏封装的前提下，快速判断失效点所在的芯片层级，实现高效、精细的失效定位。如图7所示，不同深度空间下失效点与相位的关系为该技术提供了直观的参考依据。热红外显微镜成像：支持实时动态成像，每秒可采集数十帧热像图，记录样品热分布随时间的变化过程。红外光谱热红外显微镜对比

热红外显微镜成像仪可输出多种图像格式，方便与其他分析软件对接，进行后续数据深度处理。高分辨率热红外显微镜校准方法

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。 高分辨率热红外显微镜校准方法