電子產(chǎn)業(yè)的電路板老化檢測(cè)中,電激勵(lì)的鎖相熱成像系統(tǒng)效果優(yōu)異,為電子設(shè)備的維護(hù)和更換提供了科學(xué)依據(jù),有效延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。電路板在長(zhǎng)期使用過程中,會(huì)因元件老化、線路氧化、灰塵積累等原因,導(dǎo)致性能下降,可能出現(xiàn)隱性缺陷,如電阻值漂移、電容漏電、線路接觸不良等。這些隱性缺陷在設(shè)備正常工作時(shí)可能不會(huì)立即顯現(xiàn),但在負(fù)載變化或環(huán)境溫度波動(dòng)時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。通過對(duì)老化的電路板施加適當(dāng)?shù)碾娂?lì),模擬設(shè)備的工作狀態(tài),老化缺陷處會(huì)因性能參數(shù)的變化而產(chǎn)生與正常區(qū)域不同的溫度變化。鎖相熱成像系統(tǒng)能夠檢測(cè)到這些溫度變化,并通過分析溫度場(chǎng)的分布特征,評(píng)估電路板的老化程度和潛在故障風(fēng)險(xiǎn)。例如,在檢測(cè)工業(yè)控制設(shè)備的電路板時(shí),系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)老化電容周圍的溫度明顯高于正常區(qū)域,提示需要及時(shí)更換電容,避免設(shè)備在運(yùn)行過程中突然故障。鎖相熱成像系統(tǒng)讓電激勵(lì)檢測(cè)數(shù)據(jù)更可靠。什么是鎖相紅外熱成像系統(tǒng)批量定制
鎖相熱成像系統(tǒng)與電激勵(lì)結(jié)合,為電子產(chǎn)業(yè)的芯片失效分析提供了一種全新的方法,幫助企業(yè)快速定位失效原因,改進(jìn)生產(chǎn)工藝。芯片失效的原因復(fù)雜多樣,可能是設(shè)計(jì)缺陷、材料問題、制造過程中的污染,也可能是使用過程中的靜電損傷、熱疲勞等。傳統(tǒng)的失效分析方法如切片分析、探針測(cè)試等,不僅操作復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng),而且可能會(huì)破壞失效芯片的原始狀態(tài),難以準(zhǔn)確找到失效根源。通過對(duì)失效芯片施加特定的電激勵(lì),模擬其失效前的工作狀態(tài),鎖相熱成像系統(tǒng)能夠記錄芯片表面的溫度變化過程,并將其與正常芯片的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,從而找出失效位置和失效原因。例如,當(dāng)芯片因靜電損傷而失效時(shí),系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到芯片的輸入端存在異常的高溫區(qū)域;當(dāng)芯片因熱疲勞失效時(shí),會(huì)在芯片的焊接點(diǎn)處發(fā)現(xiàn)溫度分布不均的現(xiàn)象?;谶@些分析結(jié)果,企業(yè)可以有針對(duì)性地改進(jìn)生產(chǎn)工藝,減少類似失效問題的發(fā)生。Thermo鎖相紅外熱成像系統(tǒng)探測(cè)器紅外熱像儀捕獲這些溫度變化,通過鎖相技術(shù)提取微弱的有用信號(hào),提高檢測(cè)靈敏度。
蘇州致晟光電科技有限公司自主研發(fā)的RTTLIT (實(shí)時(shí)瞬態(tài)鎖相熱分析系統(tǒng)),該技術(shù)的溫度靈敏度極高,部分型號(hào)甚至可達(dá) 0.0001℃,功率檢測(cè)限低至 1μW。這意味著它能夠捕捉到極其微弱的熱信號(hào)變化,哪怕是芯片內(nèi)部極為微小的漏電或局部發(fā)熱缺陷都難以遁形。這種高靈敏度檢測(cè)能力在半導(dǎo)體器件、晶圓、集成電路等對(duì)精度要求極高的領(lǐng)域中具有無可比擬的優(yōu)勢(shì),能夠幫助工程師快速、準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn),較大程度上的縮短了產(chǎn)品研發(fā)和故障排查的時(shí)間。
在電子領(lǐng)域,所有器件都會(huì)在不同程度上產(chǎn)生熱量。器件散發(fā)一定熱量屬于正?,F(xiàn)象,但某些類型的缺陷會(huì)增加功耗,進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)熱量上升。在失效分析中,這種額外的熱量能夠?yàn)槎ㄎ蝗毕荼旧硖峁┯杏镁€索。熱紅外顯微鏡可以借助內(nèi)置攝像系統(tǒng)來測(cè)量可見光或近紅外光的實(shí)用技術(shù)。該相機(jī)對(duì)波長(zhǎng)在3至10微米范圍內(nèi)的光子十分敏感,而這些波長(zhǎng)與熱量相對(duì)應(yīng),因此相機(jī)獲取的圖像可轉(zhuǎn)化為被測(cè)器件的熱分布圖。通常,會(huì)先對(duì)斷電狀態(tài)下的樣品器件進(jìn)行熱成像,以此建立基準(zhǔn)線;隨后通電再次成像。得到的圖像直觀呈現(xiàn)了器件的功耗情況,可用于隔離失效問題。許多不同的缺陷在通電時(shí)會(huì)因消耗額外電流而產(chǎn)生過多熱量。例如短路、性能不良的晶體管、損壞的靜電放電保護(hù)二極管等,通過熱紅外顯微鏡觀察時(shí)會(huì)顯現(xiàn)出來,從而使我們能夠精細(xì)定位存在缺陷的損壞部位。電激勵(lì)強(qiáng)度可控,保護(hù)鎖相熱成像系統(tǒng)檢測(cè)元件。
在實(shí)際應(yīng)用中,這款設(shè)備已成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的 “故障診斷利器”。在晶圓制造環(huán)節(jié),它能通過熱分布成像識(shí)別光刻缺陷導(dǎo)致的局部漏電;在芯片封裝階段,可定位引線鍵合不良引發(fā)的接觸電阻過熱;針對(duì) IGBT 等功率器件,能捕捉高頻開關(guān)下的瞬態(tài)熱行為,提前預(yù)警潛在失效風(fēng)險(xiǎn)。某半導(dǎo)體企業(yè)在檢測(cè)一批失效芯片時(shí),傳統(tǒng)熱成像設(shè)備能看到模糊的發(fā)熱區(qū)域,而使用致晟光電的一體化設(shè)備后,通過鎖相技術(shù)發(fā)現(xiàn)發(fā)熱區(qū)域內(nèi)存在一個(gè) 2μm 的微小熱點(diǎn),終定位為芯片內(nèi)部的金屬離子遷移缺陷 —— 這類缺陷若未及時(shí)發(fā)現(xiàn),可能導(dǎo)致產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中突然失效。鎖相熱成像系統(tǒng)放大電激勵(lì)下的微小溫度差異。實(shí)時(shí)成像鎖相紅外熱成像系統(tǒng)對(duì)比
電激勵(lì)模式多樣,適配鎖相熱成像系統(tǒng)不同需求。什么是鎖相紅外熱成像系統(tǒng)批量定制
性能參數(shù)的突破更凸顯技術(shù)實(shí)力。RTTLIT P20 的測(cè)溫靈敏度達(dá) 0.1mK,意味著能捕捉到 0.0001℃的溫度波動(dòng),相當(dāng)于能檢測(cè)到低至 1μW 的功率變化 —— 這一水平足以識(shí)別芯片內(nèi)部柵極漏電等隱性缺陷;2μm 的顯微分辨率則讓成像精度達(dá)到微米級(jí),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(cè)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(cè)場(chǎng)景中,既能滿足精度需求,又具備更高的性價(jià)比。此外,設(shè)備的一體化設(shè)計(jì)將可見光、熱紅外、微光三大成像模塊集成,配合自動(dòng)化工作臺(tái)的精細(xì)控制,實(shí)現(xiàn)了 “一鍵切換檢測(cè)模式”“雙面觀測(cè)無死角” 等便捷操作,大幅降低了操作復(fù)雜度。什么是鎖相紅外熱成像系統(tǒng)批量定制