芯片用锁相红外热成像系统与光学显微镜对比

作为国内半导体失效分析设备领域的原厂，苏州致晟光电科技有限公司（简称“致晟光电”）专注于ThermalEMMI系统的研发与制造。与传统热红外显微镜相比，ThermalEMMI的主要差异在于其功能定位：它并非对温度分布进行基础测量，而是通过精确捕捉芯片工作时因电流异常产生的微弱红外辐射，直接实现对漏电、短路、静电击穿等电学缺陷的定位。该设备的重要技术优势体现在超高灵敏度与微米级分辨率上：不仅能识别纳瓦级功耗所产生的局部热热点，还能确保缺陷定位的精细度，为半导体芯片的研发优化与量产阶段的品质控制，提供了可靠的技术依据与数据支撑。致晟 Thermal 用 InGaAs 探测器，900-1700nm 波段量子效率 70%+，捕微弱热辐射。芯片用锁相红外热成像系统与光学显微镜对比

LIT 即 Lock-in Thermography（锁相热成像）技术，是半导体失效分析领域的检测技术之一，而致晟光电的实时瞬态锁相热分析系统（RTTLIT）则是基于 LIT 技术的专有的升级方案，在传统技术基础上实现了 “实时性” 与 “瞬态分析” 的双重突破。传统 LIT 技术虽能通过锁相原理过滤噪声，但在信号响应速度与瞬态缺陷捕捉上存在局限，致晟 RTTLIT 则通过自主研发的周期性激励源控制算法，可根据待测样品（如 IC 芯片、IGBT 模块）的特性，动态调整电信号激励频率（范围覆盖 1Hz-10kHz），让目标物体产生同步且稳定的热响应。芯片用锁相红外热成像系统与光学显微镜对比LIT技术已成为微光显微镜（EMMI）之后重要的热类失效分析手段之一。

第二项局限性是 “检测速度相对较慢”：为了确保检测精度，锁相红外技术需要采集多个周期的温度图像进行积分分析 —— 只有通过多周期数据的积累与处理，才能有效提取微弱的缺陷信号，滤除噪声干扰，这导致它的检测效率远低于传统静态热成像技术。例如在大规模 PCB 电路板批量检测中，传统热成像可快速完成单块板的测温，而锁相红外技术则需要数分钟甚至更长时间才能完成一次精细检测，难以满足高速量产线的效率需求。不过，这些局限性并未削弱锁相红外技术的**价值：在对检测精度、缺陷识别深度有高要求的场景中，它的优势远大于局限。

锁相红外热成像（Lock-in Thermography，简称LIT）是一种先进的红外热成像技术，苏州致晟光电科技有限公司通过结合周期性热激励和信号处理技术，显著提高检测灵敏度和信噪比，特别适用于微弱热信号或高噪声环境下的检测。

1. 基本原理

周期性热激励：对被测物体施加周期性热源（如激光、闪光灯或电流），使其表面产生规律的温度波动。锁相检测：红外相机同步采集热信号，并通过锁相放大器提取与激励频率相同的响应信号，抑制无关噪声。

结合显微光学，实现微米级热图像。

不同于单一技术的应用，致晟光电将锁相红外、热红外显微镜与InGaAs微光显微镜进行了深度融合，打造出全链路的检测体系。锁相红外擅长发现极其微弱的热缺陷，热红外显微镜则能够在更大范围内呈现器件的热分布，而InGaAs微光显微镜可提供光学通道，实现对样品结构的直观观察。三者结合后，研究人员能够在同一平台上实现“光学观察—热学定位—电学激励”的分析，提升了失效诊断的效率与准确性。对于半导体设计公司和科研机构而言，这不仅意味着测试效率的提升，也表示着从研发到量产的过渡过程更加稳健可控。致晟光电的方案，正在成为众多先进制造企业实现可靠性保障的关键工具。给芯片或材料施加周期性电流/电压，使内部缺陷处产生微弱的周期性热信号；芯片用锁相红外热成像系统与光学显微镜对比

锁相红外凭借高灵敏度与抗干扰能力，能在复杂环境下定位 PCB、PCBA 板上的微小热故障。芯片用锁相红外热成像系统与光学显微镜对比

锁相红外热成像系统仪器搭载的高分辨率红外焦平面阵列（IRFPA），是实现目标热分布可视化的部件，其性能直接决定了热图像的清晰度与测温精度。目前主流系统采用的红外焦平面阵列分辨率可达 640×512 或 1280×1024，像素间距多为 15-25μm，阵列单元采用碲镉汞（MCT）、锑化铟（InSb）或非晶硅微测辐射热计等敏感材料。当目标的红外热辐射通过光学镜头聚焦到焦平面阵列上时，每个像素单元会根据接收的热辐射能量产生相应的电信号 —— 不同像素单元的电信号差异，对应目标表面不同区域的温度差异。这些电信号经信号调理电路放大、模数转换后，传输至图像处理模块，结合锁相处理后的有效热信号数据，转化为灰度或伪彩色热图像。其中，伪彩色热图像通过不同颜色映射不同温度区间，可直观呈现目标的热分布细节，如高温区域以红色标注，低温区域以蓝色标注，帮助检测人员快速定位热异常区域。此外，部分仪器还支持实时图像拼接与放大功能，进一步提升了复杂大型目标的检测便利性。芯片用锁相红外热成像系统与光学显微镜对比