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Thermal EMMI

Thermal EMMI(Thermal Emission Microscopy)是透过侦测通电状态下元件所产生之微小热辐射,进行缺陷定位的高灵敏度失效分析技术,相较于传统光子发射分析(EMMI)侦测光子讯号,Thermal EMMI 侦测的是元件异常导通、漏电或局部短路所产生的红外热辐射分布。此技术可在不开盖的状态下,直接由 IC 正面或背面进行定位,快速判断热源位置属于芯片本体或封装结构问题,属于高度非破坏性分析工具,对于先进封装、堆叠芯片与大面积产品,Thermal EMMI 更展现独特优势。

闳康科技 Thermal EMMI 服务优势

闳康科技长期深耕先进制程与封装层级失效分析,具备 Thermal EMMI、PEM-CCD、InGaAs、OBIRCH 与电性量测等完整技术整合能力,透过跨技术平台协作与专业判读经验,可依失效模式选择最佳定位工具,有效缩短定位时间、提高缺陷辨识精度,并提升后续物理失效分析(PFA)成功率。

 

设备平台与技术能力
图|Thermo ELITE 高阶热发射分析系统

Thermo ELITE 高阶热发射分析系统

Thermo ELITE 为高性能 Thermal Emission 分析平台,适用于高电压、高电流与功率元件应用。

 

系统适合功率元件与大面积模组产品分析,主要技术规格包含:

  • 电压范围:±3000V(@100mA)

  • 电流范围:3A(@40V)

  • 锁定频率范围:1Hz–89Hz

  • 广角视野范围:30cm × 30cm

  • 镜片选项:WA、1X、10X、LSM20X、LSM50X

  • 支持背面探针与影像镶嵌拼接技术

 

图|HAMAMATSU THEMOS mini

HAMAMATSU THEMOS mini

THEMOS mini 为体积精巧且高灵敏度之热定位设备,可快速透过 IC 正面或背面定位缺陷位置,特别适合空间有限或快速判定需求之分析情境。

 

 

技术特点与量测能力

Thermal EMMI 具备市场上极高灵敏度之热源侦测能力,能在数秒内达到 <1 mK 的温度解析度,长时间稳定量测甚至可低至 <10 µK。透过即时锁定测量技术,可显著提升信噪比,使微小异常热源更加清晰。技术支持静态与动态分析模式,可在实际操作条件下观察元件热分布变化,特别适用于产品开发阶段的应用状态验证。

 

透过热源纵深判读能力,可区分缺陷位于芯片本体或封装层级,协助快速缩小后续破坏性分析范围,Thermal EMMI 可广泛应用于:

  • 金属接触孔(Via / Contact)阻值异常

  • 堆叠芯片(Stacked Die)与封装打线异常

  • PCB traces 缺陷或短路

  • 介电层崩溃与漏电

  • TFT-LCD 或 Organic EL 漏电定位

  • ESD 与 Latch-up 故障分析

  • 功率元件异常发热分析

  • 大面积产品(PCB、面板、被动元件)热源定位

  • 图| IC 背面影像与热影像对照
    左图为IC背面结构影像,右图为对应之热放射影像。红色区域显示异常热源位置,可精准对应至电路区域,大幅缩短故障定位时间。
  • 图|IC 正面热放射分析影像
    于IC正面直接进行热放射量测,适用于未进行背面处理之样品。当电性异常产生局部漏电或短路时,可即时形成热点影像,协助快速判定失效区域。
  • 图|IC外观图 / X-ray 照片 / 热影像图
    整合外观影像、X-ray内部结构检视与热放射影像,可进行多层次交叉比对分析。透过结构与热讯号叠合,精准判断缺陷位置与可能成因。
  • 图|热源深度估算分析
    透过调变频率与相位分析,可估算热源于芯片内部之纵深位置。不同频率对应不同热扩散深度,有助于判断缺陷层别,特别适用于堆叠式封装(Stacked Die)与多层金属结构分析。
  • 图|多频率振幅与相位对应

    不同调变频率(1Hz / 5Hz)之振幅与相位影像,可强化微弱热讯号辨识能力。分析结果与实体金属层剥离缺陷高度对应,证实 Lock-in Thermal Emission 技术之精准定位能力。

  • 图|IC 背面热放射分析影像
    透过IC背面研磨与镜面抛光处理,在通电偏压条件下侦测由缺陷产生之红外热辐射讯号。热点(Hot Spot)可穿透硅基板被高灵敏度红外侦测器捕捉,达成非破坏性失效定位。
Thermal EMMI 技术原理
InSb 红外侦测器 × 锁定放大技术 × 微小温差解析

Thermal EMMI 采用高灵敏度 InSb(Indium Antimonide)红外侦测器,在元件通电状态下量测其所产生的热辐射分布。当芯片内部存在漏电、局部短路或接触阻抗异常时,该区域会产生微小温升(ΔT),透过高解析红外影像系统,可将这些热源分布转换为可视化热影像,并透过锁定放大技术(Lock-in)提升信噪比,使极微小温差亦能被辨识,除了平面定位外,Thermal EMMI 亦可透过热扩散特性推估热源纵深位置,对于多层封装与堆叠芯片分析尤为重要。

 

Thermal EMMI 的核心优势

系统可于不开盖状态下进行定位,有效缩短分析流程并降低样品风险。对于尚未确定缺陷位于芯片或封装的案例,可快速进行初步区分。其热源纵深判读能力,使分析人员可评估缺陷位置是否位于堆叠芯片、封装打线层或 PCB traces 中,避免不必要的破坏性切割。

 

Thermal EMMI 不仅适用于 IC,在功率型元件与高电压测试条件下,更能展现其高稳定度与宽量测范围的优势,可应用于:

  • PCB 大面积热异常分析

  • 面板与显示器漏电定位

  • 被动元件与模组产品

  • 功率元件与高电流应用产品

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1970
本次 MAFT 研讨会以「创新器件 & 封装」为核心主题,邀请专家学者们,聚焦超晶格铁电存储器、硅光子、6G高频EMI封装与量子计算等前瞻议题,带领与会者深入掌握下一世代半导体技术发展脉络。
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