電子產(chǎn)業(yè)的功率器件檢測中,電激勵的鎖相熱成像系統(tǒng)發(fā)揮著至關重要的作用,為功率器件的安全可靠運行提供了有力保障。功率器件如 IGBT、MOSFET 等,在工作過程中需要承受大電流、高電壓,功耗較大,容易因內部缺陷而產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,進而導致器件損壞,甚至引發(fā)整個電子系統(tǒng)的故障。通過施加接近實際工況的電激勵,鎖相熱成像系統(tǒng)能夠模擬功率器件的真實工作狀態(tài),實時檢測器件表面的溫度分布。系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)芯片內部的熱斑、柵極缺陷、導通電阻異常等問題,這些問題往往是功率器件失效的前兆。檢測獲得的溫度分布數(shù)據(jù)還能為功率器件的設計和生產(chǎn)提供重要參考,幫助工程師優(yōu)化器件的結構設計和制造工藝,提高產(chǎn)品的可靠性。例如,在新能源汽車的電機控制器功率器件檢測中,該系統(tǒng)能夠檢測出器件內部的微小熱斑,提前預警潛在故障,保障新能源汽車的行駛安全。鎖相熱成像系統(tǒng)提升電激勵檢測的抗干擾能力。致晟光電鎖相紅外熱成像系統(tǒng)平臺
鎖相熱成像系統(tǒng)是一種將光學成像技術與鎖相技術深度融合的先進無損檢測設備,其工作原理頗具科學性。它首先通過特定的周期性熱源對被測物體進行激勵,這種激勵可以是光、電、聲等多種形式,隨后利用高靈敏度的紅外相機持續(xù)捕捉物體表面因熱激勵產(chǎn)生的溫度場變化。關鍵在于,系統(tǒng)能夠借助鎖相技術從繁雜的背景噪聲中提取出與熱源頻率相同的信號,這一過程如同在嘈雜的環(huán)境中捕捉到特定頻率的聲音,極大地提升了檢測的靈敏度。即便是物體內部微小的缺陷,如材料中的細微裂紋、分層等,也能被清晰識別。憑借這一特性,它在材料科學領域可用于研究材料的熱性能和結構完整性,在電子工業(yè)中能檢測電子元件的潛在故障,應用場景十分重要。非制冷鎖相紅外熱成像系統(tǒng)牌子高靈敏度紅外相機( mK 級),需滿足高幀率(至少為激勵頻率的 2 倍,遵循采樣定理)以捕捉周期性溫度變化。
從技術原理來看,該設備構建了一套完整的 “熱信號捕捉 - 解析 - 成像” 體系。其搭載的高性能探測器(如 RTTLIT P20 采用的 100Hz 高頻深制冷型紅外探測器)能敏銳捕捉中波紅外波段的熱輻射,配合 InGaAs 微光顯微鏡模塊,可同時實現(xiàn)熱信號與光子發(fā)射的同步觀測。在檢測過程中,設備先通過熱紅外顯微鏡快速鎖定可疑區(qū)域,再啟動 RTTLIT 系統(tǒng)的鎖相功能:施加周期性電信號激勵后,缺陷會產(chǎn)生與激勵頻率同步的微弱熱響應,鎖相模塊過濾掉環(huán)境噪聲,將原本被掩蓋的熱信號放大并成像。這種 “先定位、再聚焦” 的模式,既保證了檢測效率,又突破了傳統(tǒng)設備對微弱信號的檢測極限。
電激勵的鎖相熱成像系統(tǒng)在電子產(chǎn)業(yè)的柔性電子檢測中展現(xiàn)出廣闊的應用前景,為柔性電子技術的發(fā)展提供了關鍵的質量控制手段。柔性電子具有可彎曲、重量輕、便攜性好等優(yōu)點,廣泛應用于柔性顯示屏、柔性傳感器、可穿戴設備等領域。然而,柔性電子材料通常較薄且易變形,傳統(tǒng)的機械檢測或接觸式檢測方法容易對其造成損傷。電激勵方式在柔性電子檢測中具有獨特優(yōu)勢,可采用低電流的周期性激勵,避免對柔性材料造成破壞。鎖相熱成像系統(tǒng)能夠通過檢測柔性電子內部線路的溫度變化,識別出線路斷裂、層間剝離、電極脫落等缺陷。例如,在柔性顯示屏的檢測中,系統(tǒng)可以對顯示屏施加低電流電激勵,通過分析溫度場分布,發(fā)現(xiàn)隱藏在柔性基底中的細微線路缺陷,確保顯示屏的顯示效果和使用壽命。這一技術的應用,有效保障了柔性電子產(chǎn)品的質量,推動了電子產(chǎn)業(yè)中柔性電子技術的快速發(fā)展。鎖相熱成像系統(tǒng)通過提取電激勵產(chǎn)生的周期性熱信號相位信息,能有效抑制環(huán)境噪聲帶來的干擾。
性能參數(shù)的突破更凸顯技術實力。RTTLIT P20 的測溫靈敏度達 0.1mK,意味著能捕捉到 0.0001℃的溫度波動,相當于能檢測到低至 1μW 的功率變化 —— 這一水平足以識別芯片內部柵極漏電等隱性缺陷;2μm 的顯微分辨率則讓成像精度達到微米級,可清晰呈現(xiàn)芯片引線鍵合處的微小熱異常。而 RTTLIT P10 雖采用非制冷型探測器,卻通過算法優(yōu)化將鎖相靈敏度提升至 0.001℃,在 PCB 板短路、IGBT 模塊局部過熱等檢測場景中,既能滿足精度需求,又具備更高的性價比。此外,設備的一體化設計將可見光、熱紅外、微光三大成像模塊集成,配合自動化工作臺的精細控制,實現(xiàn)了 “一鍵切換檢測模式”“雙面觀測無死角” 等便捷操作,大幅降低了操作復雜度。電激勵配合鎖相熱成像系統(tǒng),檢測精密電子元件缺陷。RTTLIT鎖相紅外熱成像系統(tǒng)與光學顯微鏡對比
電激勵激發(fā)缺陷熱特征,鎖相熱成像系統(tǒng)識別。致晟光電鎖相紅外熱成像系統(tǒng)平臺
致晟光電在推動產(chǎn)學研一體化進程中,積極開展校企合作。公司依托南京理工大學光電技術學院,專注開發(fā)基于微弱光電信號分析的產(chǎn)品及應用。雙方聯(lián)合攻克技術難題,不斷優(yōu)化實時瞬態(tài)鎖相紅外熱分析系統(tǒng)(RTTLIT),使該系統(tǒng)溫度靈敏度可達0.0001℃,功率檢測限低至1uW,部分功能及參數(shù)優(yōu)于進口設備。此外,致晟光電還與其他高校建立合作關系,搭建起學業(yè)-就業(yè)貫通式人才孵化平臺。為學生提供涵蓋研發(fā)設計、生產(chǎn)實踐、項目管理全鏈條的育人平臺,輸送了大量實踐能力強的專業(yè)人才,為企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新注入活力。通過建立科研成果產(chǎn)業(yè)孵化綠色通道,高校的前沿科研成果得以快速轉化為實際生產(chǎn)力,實現(xiàn)了高??蒲匈Y源與企業(yè)市場轉化能力的優(yōu)勢互補。致晟光電鎖相紅外熱成像系統(tǒng)平臺