Thermal EMMI

Thermal EMMI(Thermal Emission Microscopy)是透過偵測通電狀態下元件所產生之微小熱輻射,進行缺陷定位的高靈敏度失效分析技術,相較於傳統光子發射分析(EMMI)偵測光子訊號,Thermal EMMI 偵測的是元件異常導通、漏電或局部短路所產生的紅外熱輻射分佈。此技術可在不開蓋(decap)的狀態下,直接由 IC 正面或背面進行定位,快速判斷熱源位置屬於晶片本體或封裝結構問題,屬於高度非破壞性分析工具,對於先進封裝、堆疊晶片(Stacked Die)與大面積產品,Thermal EMMI 更展現獨特優勢。

Thermal EMMI 技術原理
InSb 紅外偵測器 × 鎖定放大技術 × 微小溫差解析

Thermal EMMI 採用高靈敏度 InSb(Indium Antimonide)紅外偵測器,在元件通電狀態下量測其所產生的熱輻射分佈。當晶片內部存在漏電、局部短路或接觸阻抗異常時,該區域會產生微小溫升(ΔT),透過高解析紅外影像系統,可將這些熱源分佈轉換為可視化熱影像,並透過鎖定放大技術(Lock-in)提升信噪比,使極微小溫差亦能被辨識,除了平面定位外,Thermal EMMI 亦可透過熱擴散特性推估熱源縱深位置,對於多層封裝與堆疊晶片分析尤為重要。

 

Thermal EMMI 的核心優勢

系統可於不開蓋狀態下進行定位,有效縮短分析流程並降低樣品風險。對於尚未確定缺陷位於晶片或封裝的案例,可快速進行初步區分。其熱源縱深判讀能力,使分析人員可評估缺陷位置是否位於堆疊晶片、封裝打線層或 PCB traces 中,避免不必要的破壞性切割。

 

Thermal EMMI 不僅適用於 IC,在功率型元件與高電壓測試條件下,更能展現其高穩定度與寬量測範圍的優勢,可應用於:

  • PCB 大面積熱異常分析

  • 面板與顯示器漏電定位

  • 被動元件與模組產品

  • 功率元件與高電流應用產品

閎康科技 Thermal EMMI 服務優勢

閎康科技長期深耕先進製程與封裝層級失效分析,具備 Thermal EMMI、PEM-CCD、InGaAs、OBIRCH 與電性量測等完整技術整合能力,透過跨技術平台協作與專業判讀經驗,可依失效模式選擇最佳定位工具,有效縮短定位時間、提高缺陷辨識精度,並提升後續物理失效分析(PFA)成功率。

 

設備平台與技術能力
圖|Thermo ELITE 高階熱發射分析系統

Thermo ELITE 高階熱發射分析系統

Thermo ELITE 為高性能 Thermal Emission 分析平台,適用於高電壓、高電流與功率元件應用。

 

系統適合功率元件與大面積模組產品分析,主要技術規格包含:

  • 電壓範圍:±3000V(@100mA)

  • 電流範圍:3A(@40V)

  • 鎖定頻率範圍:1Hz–89Hz

  • 廣角視野範圍:30cm × 30cm

  • 鏡片選項:WA、1X、10X、LSM20X、LSM50X

  • 支援背面探針與影像鑲嵌拼接技術

 

圖|HAMAMATSU THEMOS mini

HAMAMATSU THEMOS mini

THEMOS mini 為體積精巧且高靈敏度之熱定位設備,可快速透過 IC 正面或背面定位缺陷位置,特別適合空間有限或快速判定需求之分析情境。

 

 

技術特點與量測能力

Thermal EMMI 具備市場上極高靈敏度之熱源偵測能力,能在數秒內達到 <1 mK 的溫度解析度,長時間穩定量測甚至可低至 <10 µK。透過即時鎖定測量技術,可顯著提升信噪比,使微小異常熱源更加清晰。技術支援靜態與動態分析模式,可在實際操作條件下觀察元件熱分佈變化,特別適用於產品開發階段的應用狀態驗證。

 

透過熱源縱深判讀能力,可區分缺陷位於晶片本體或封裝層級,協助快速縮小後續破壞性分析範圍,Thermal EMMI 可廣泛應用於:

  • 金屬接觸孔(Via / Contact)阻值異常

  • 堆疊晶片(Stacked Die)與封裝打線異常

  • PCB traces 缺陷或短路

  • 介電層崩潰與漏電

  • TFT-LCD 或 Organic EL 漏電定位

  • ESD 與 Latch-up 故障分析

  • 功率元件異常發熱分析

  • 大面積產品(PCB、面板、被動元件)熱源定位

  • 圖| IC 背面影像與熱影像對照
    左圖為IC背面結構影像,右圖為對應之熱放射影像。紅色區域顯示異常熱源位置,可精準對應至電路區域,大幅縮短故障定位時間。
  • 圖|IC 正面熱放射分析影像
    於IC正面直接進行熱放射量測,適用於未進行背面處理之樣品。當電性異常產生局部漏電或短路時,可即時形成熱點影像,協助快速判定失效區域。
  • 圖|IC外觀圖 / X-ray 照片 / 熱影像圖
    整合外觀影像、X-ray內部結構檢視與熱放射影像,可進行多層次交叉比對分析。透過結構與熱訊號疊合,精準判斷缺陷位置與可能成因。
  • 圖|熱源深度估算分析
    透過調變頻率與相位分析,可估算熱源於晶片內部之縱深位置。不同頻率對應不同熱擴散深度,有助於判斷缺陷層別,特別適用於堆疊式封裝(Stacked Die)與多層金屬結構分析。
  • 圖|多頻率振幅與相位對應

    不同調變頻率(1Hz / 5Hz)之振幅與相位影像,可強化微弱熱訊號辨識能力。分析結果與實體金屬層剝離缺陷高度對應,證實 Lock-in Thermal Emission 技術之精準定位能力。

  • 圖|IC 背面熱放射分析影像
    透過IC背面研磨與鏡面拋光處理,在通電偏壓條件下偵測由缺陷產生之紅外熱輻射訊號。熱點(Hot Spot)可穿透矽基板被高靈敏度紅外偵測器捕捉,達成非破壞性失效定位。
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