鎖相熱紅外顯微鏡

熱紅外顯微鏡能高效檢測(cè)微尺度半導(dǎo)體電路及MEMS器件的熱問(wèn)題。在電路檢測(cè)方面，這套熱成像顯微鏡可用于電路板失效分析，且配備了電路板檢測(cè)用軟件包“模型比較”，能識(shí)別缺陷元件；同時(shí)還可搭載“缺陷尋找”軟件模塊，專門探測(cè)不易發(fā)現(xiàn)的短路問(wèn)題并定位短路點(diǎn)。在MEMS研發(fā)領(lǐng)域，空間溫度分布與熱響應(yīng)時(shí)間是微反應(yīng)器、微型熱交換器、微驅(qū)動(dòng)器、微傳感器等MEMS器件的關(guān)鍵參數(shù)。目前，非接觸式測(cè)量MEMS器件溫度的方法仍存在局限，而紅外成像顯微鏡可提供20微米空間分辨率的熱分布圖像，是迄今為止測(cè)量MEMS器件熱分布的高效工具。
半導(dǎo)體芯片內(nèi)部缺陷定位是工藝優(yōu)化與失效分析的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。鎖相熱紅外顯微鏡

無(wú)損熱紅外顯微鏡的非破壞性分析（NDA）技術(shù)，為失效分析提供了 “保全樣品” 的重要手段。它在不損傷高價(jià)值樣品的前提下，捕捉隱性熱信號(hào)以定位內(nèi)部缺陷，既保障了分析的準(zhǔn)確性，又為后續(xù)驗(yàn)證、復(fù)盤保留了完整樣本，讓失效分析從 “找到問(wèn)題” 到 “解決問(wèn)題” 的閉環(huán)更高效、更可靠。

相較于無(wú)損熱紅外顯微鏡的非侵入式檢測(cè)，這些有損分析方法雖能獲取內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，但會(huì)破壞樣品完整性，更適合無(wú)需保留樣品的分析場(chǎng)景，與無(wú)損分析形成互補(bǔ)。 半導(dǎo)體熱紅外顯微鏡方案設(shè)計(jì)熱紅外顯微鏡的高精度熱檢測(cè)，為電子設(shè)備可靠性提供保障 。

熱紅外顯微鏡（Thermal EMMI）技術(shù)，作為半導(dǎo)體失效分析領(lǐng)域的關(guān)鍵手段，通過(guò)捕捉器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱輻射，實(shí)現(xiàn)失效點(diǎn)的精細(xì)定位。它憑借對(duì)微觀熱信號(hào)的高靈敏度探測(cè)，成為解析半導(dǎo)體故障的 “火眼金睛”。然而，隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷升級(jí)，器件正朝著超精細(xì)圖案制程與低供電電壓方向快速演進(jìn)：線寬進(jìn)入納米級(jí)，供電電壓降至 1V 以下。這使得失效點(diǎn)（如微小短路、漏電流區(qū)域）產(chǎn)生的熱量急劇減少，其輻射的紅外線信號(hào)強(qiáng)度降至傳統(tǒng)檢測(cè)閾值邊緣，疊加芯片復(fù)雜結(jié)構(gòu)的背景輻射干擾，信號(hào)提取難度呈指數(shù)級(jí)上升。

熱紅外顯微鏡與光學(xué)顯微鏡雖同屬微觀觀測(cè)工具，但在原理、功能與應(yīng)用場(chǎng)景上存在明顯差異，尤其在失效分析等專業(yè)領(lǐng)域各有側(cè)重。

從工作原理看，光學(xué)顯微鏡利用可見(jiàn)光（400-760nm 波長(zhǎng)）的反射或透射成像，通過(guò)放大樣品的物理形態(tài)（如結(jié)構(gòu)、顏色、紋理）呈現(xiàn)細(xì)節(jié)，其主要是捕捉 “可見(jiàn)形態(tài)特征”；而熱紅外顯微鏡則聚焦 3-10μm 波長(zhǎng)的紅外熱輻射，通過(guò)檢測(cè)樣品自身發(fā)射的熱量差異生成熱分布圖，本質(zhì)是捕捉 “不可見(jiàn)的熱信號(hào)”。

在主要功能上，光學(xué)顯微鏡擅長(zhǎng)觀察樣品的表面形貌、結(jié)構(gòu)缺陷（如裂紋、變形），適合材料微觀結(jié)構(gòu)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(shí)別因電路缺陷、材料熱導(dǎo)差異等產(chǎn)生的溫度異常，即使是納米級(jí)的微小熱點(diǎn)（如半導(dǎo)體芯片的漏電區(qū)域）也能精確捕捉，這是光學(xué)顯微鏡無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

從適用場(chǎng)景來(lái)看，光學(xué)顯微鏡是通用型觀測(cè)工具，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)科研、教學(xué)等領(lǐng)域；而熱紅外顯微鏡更偏向?qū)I(yè)細(xì)分場(chǎng)景，尤其在半導(dǎo)體失效分析中，可定位短路、虛焊等隱性缺陷引發(fā)的熱異常，在新材料研發(fā)中能分析不同組分的熱傳導(dǎo)特性，為解決 “熱相關(guān)問(wèn)題” 提供關(guān)鍵依據(jù)。 熱紅外顯微鏡通過(guò)熱輻射相位差算法，三維定位 3D 封裝中 Z 軸方向的失效層。

熱紅外顯微鏡是半導(dǎo)體失效分析與缺陷定位的三大主流手段之一（EMMI、THERMAL、OBIRCH），通過(guò)捕捉故障點(diǎn)產(chǎn)生的異常熱輻射，實(shí)現(xiàn)精細(xì)定位。存在缺陷或性能退化的器件通常表現(xiàn)為局部功耗異常，導(dǎo)致微區(qū)溫度升高。顯微熱分布測(cè)試系統(tǒng)結(jié)合熱點(diǎn)鎖定技術(shù)，能夠高效識(shí)別這些區(qū)域。熱點(diǎn)鎖定是一種動(dòng)態(tài)紅外熱成像方法，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓提升分辨率與靈敏度，并借助算法優(yōu)化信噪比。在集成電路（IC）分析中，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于定位短路、ESD損傷、缺陷晶體管、二極管失效及閂鎖問(wèn)題等關(guān)鍵故障。 熱紅外顯微鏡對(duì)電子元件進(jìn)行無(wú)損熱檢測(cè)，保障元件完整性 。高分辨率熱紅外顯微鏡功能

量化 SiC、GaN 等寬禁帶半導(dǎo)體的襯底熱阻、結(jié)溫分布，優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。鎖相熱紅外顯微鏡

熱紅外顯微鏡（Thermal EMMI) 也是科研與教學(xué)領(lǐng)域的利器，其設(shè)備能捕捉微觀世界的熱信號(hào)。它將紅外探測(cè)與顯微技術(shù)結(jié)合，呈現(xiàn)物體表面溫度分布，分辨率達(dá)微米級(jí)，可觀察半導(dǎo)體芯片熱點(diǎn)、電子器件熱分布等。非接觸式測(cè)量是其一大優(yōu)勢(shì)，無(wú)需與被測(cè)物體直接接觸，避免了對(duì)樣品的干擾，適用于多種類型的樣品檢測(cè)。實(shí)時(shí)成像功能可追蹤動(dòng)態(tài)熱變化，如材料相變、化學(xué)反應(yīng)熱釋放。在高校，熱紅外顯微鏡助力多學(xué)科實(shí)驗(yàn)；在企業(yè)，為產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量檢測(cè)提供支持，推動(dòng)各領(lǐng)域創(chuàng)新突破。 鎖相熱紅外顯微鏡