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显微红外热分布测试系统发布时间:2019-12-11

失效分析检测公司推荐的设备,功能多多,科研利器!


显微红外热分布测试系统


       金鉴显微红外热分布测试系统(GMATG-G5)由金鉴实验室和英国GMATG公司联合推出,采用法国的非晶硅红外ULIS探测器,通过算法、芯片和图像传感技术的改进,打造出一套高精智能化的显微红外热分布测试体系。这套测试体系专为微观热成像设计,价格远低于国外同类产品,除传统红外热成像的优势外,还具有更高精度的成像系统、更高的温度灵敏度,更便捷的操作体系,并为微观热成像研究添加诸多实用和创新的功能,是关注微观热分布的科研和生产必不可少工具。

       金鉴显微红外热分布测试系统已演化到第五代:配备20um的微距镜,可用于观察微米级别芯片红外热分布;通过软件算法处理,图像的分辨率高达5μm,能看清芯片金道;高低温数显精密控温体系,可以模拟芯片工作温度;区域发射率校准软件设置,根据被测物上的不同材质,设置不同发射率,才能得到最真实的温度值;具备人工智能触发记录和大数据存储功能,适合电子行业相关的来料检验、研发检测和客诉处理,以达到企业节省研发和品质支出的目的。

       金鉴实验室联合英国GMATG公司设立仪器研发中心,自主研发的主要设备有显微红外热分布测试系统、显微红外定位系统和激光开封系统。产品获得中科院、暨南大学、南昌大学、华南理工大学、华中科技大学、士兰明芯、清华同方、华灿光电、三安光电、三安集成、天电光电、瑞丰光电等高校科研院所和上市公司的广泛使用,广受老师和科研人员普遍赞誉,性能卓著,值得信赖。

与传统红外热像仪相比,金鉴显微红外热分布测试系统优点显著:




应用领域:

        适用于LED、半导体器件、电子器件、激光器件、功率器件、MEMS、传感器等样品的研发设计、来料检验、失效分析、热分布测量、升温热分布动态采集。


金鉴显微热分布与传统设备大PK:




金鉴显微热分布测试系统特点:

1. 20μm微距镜,通过软件强化像素功能将画质清晰度提高4倍,图像分辨率提高至5μm,可用于观察芯片微米级别的红外热分布。




LED芯片热分布图


2. 模拟器件实际工作温度进行测试,测试数据更真实有效。

       电子元器件性能受温度的影响较大,金鉴显微热分布测试系统配备高低温数显精密控温平台,控温范围:室温~200℃,能有效稳定环境温度,模拟器件实际工作温度进行测试,提供更为真实有效的数据。配备的水冷降温系统,在100s内可将平台温度由100℃降到室温,有效解决了样品台降温困难的问题





3. 1TB超大视频录制支持老化测试等长期实时在线监测。

       金鉴显微热分布测试系统的全辐射视频录像可保存每一帧画面所有像素的温度数据,支持逐帧分析热过程和变化,可全面的观测分析温度与时间的关系、温度与空间的关系,更容易发现和确认真实的温度值,以及需要进一步检查的位置。



灯具温升变化图


灯珠芯片温升变化图


4. 热灵敏度和分辨率高,便于分辨更小温差和更小目标,提供更清晰的热像。

       专业测温,-20℃~650℃宽温度量程,测温误差±2℃或±2%。热灵敏度0.03℃,便于分辨更小的温差和更小目标,提供更清晰的热像。红外分辨率640x480,若使用算法改进的像素增强功能,可有4倍图像清晰度,画质提升为1280x960。


5. 定制化的热像分析软件,为科研和分析提供专业化的数据支持。

       金鉴定制PC端、APP分析软件: IR pro、JinJian IR,针对不同测试样品开发的特殊应用功能,人性化的操作界面,纠正多种错误测温方式,具备强大的热像图片分析和报告功能,方便做各个维度的温度数据分析和图像效果处理。



(1) PC和手机触屏操作界面,简单易学,即开即用。



手机软件主界面



PC软件主界面


(2)支持高低温自动捕捉,多个点、线、面的实时温度显示、分析功能,可导出时间温度曲线、三维温度图等测试数据。




(3)多达15种调色板,适用于不用的测试样品和场景需求,显示颜色的变化不影响温度的测试。



(4)发射率校正,反应最真实的温度。

        微小器件由不同材质组成,不同材质、不同粗糙度等都影响发射率,图像上大部分对比度通常是由于发射率变化而不是温度变化引起的,因此发射率校正显得尤为重要。金鉴显微热分布测试系统可灵活设置不同区域的发射率,实现不同材质单独测量,温度测试更加准确。




(5)视频录制触发与自由定义帧频,最快25帧/秒,可精准捕捉有效的温度数据和视频图像。




(6)切换图像模式,可实现热像图和可见光图融合,可查看画面中高温区域或温度变化较大区域。



图像模式



热成像-可见光融合图



(7)导出热像图全部像素点温度数据值,为专业仿真软件建立温度云图等分析提供原始建模数据。




(8)温差模式,可直观获取任意两张热像图的温度差异,分析更快速精准。





测试案例:

案例一:不同环境温度下热分布测试


       金鉴显微热分布测试系统配备高精度控温体系,可实现器件在不同温度下的热分布测试。本案例模拟灯具芯片在不同环境温度下的结温及热分布状态,测试结果表明,控制环境温度达到80℃时,芯片结温122℃,继续升高环境温度可能导致芯片发光效率低下甚至芯片受损。



案例二:不同厂家芯片光热分布差异

       以下案例中A款芯片发光最强,发热量最小,光热分布最均匀,量子效率最高。强烈建议LED芯片规格书里添加不同使用温度下的光热分布数据!做好光热分布来料检验,可以使LED最亮,温度最低,而成本最低,质量更可靠。






案例三:多芯片封装,电流密度均匀性需把控

       某款灯珠采用两颗芯片并联的方式封装,金鉴显微光分布测试系统测得B芯片发光强度较A芯片的大,显微热分布测试系统测得B芯片表面温度高于A芯片。分析其原因,LED芯片较小的电压波动都会产生较大的电流变化,该灯珠两颗芯片采用并联方式工作,两颗芯片两端的电压一样,芯片电阻之间的差异会造成流过两颗芯片的电流存在较大差异,从而出现一个灯珠内两颗芯片亮度不一的现象,影响灯珠性能。



案例四:倒装芯片光热分布分析

       失
效分析案例中,CSP灯珠出现胶裂异常,金鉴显微热分布测试分析显示,芯片负极焊盘区域温度比正极焊盘区域温度高约15℃。因此,推断该芯片电流密度均匀性较差,导致正负极焊盘位置光热分布差异较大,局部热膨胀差异过大从而引起芯片上方封装胶开裂异常。




案例五:LED灯珠热分布分析
      
       某客户的声控灯具在使用一定时间后出现胶体开裂和断线死灯失效,对该款灯珠进行热分布测试发现,以灯珠河道为界线,灯珠正负极焊盘存在较大温差,负极焊盘温度明显高于正极焊盘温度,造成PCB基板和灯珠以河道为界线出现热膨胀不一致,灯珠河道区域应力集中,从而导致河道区域的封装胶出现开裂现象。同时灯具PCB基板导热性较差,导致灯珠热量囤积,灯珠结温偏高(125.5℃),处于热影响区的键合线在长期频繁开关引起的应力应变作用下出现疲劳开裂直至烧毁开路。此案例中,温度和热分布测试结果能直观的反应灯珠失效点。

案例六:显示屏模组热分布监测

        PCB板大屏显示模组存在过热区,过热区亮度会偏低,高温还会加速LED光源的老化,热分布不均势必会造成发光不均,影响显示模组清晰度。在显示屏分辨率快速提升的当下,光热分布不均已成为制约LED显示屏清晰度的最大因素。因此,提升LED显示屏光热分布均匀性对提高当下LED显示屏清晰度,意义重大!




案例七:IC器件热分布测试

       未开封的IC器件也可观察到表面热分布图。无需化学或激光开封,金鉴的红外热分布测试系统使用更高灵敏度的探头以及更先进的图像优化技术,即可了解器件内部热分布高点和低点的区域,真正实现无损检测。



案例八:LED灯具热分布测试

        日常使用的灯具过热容易引起电子器件故障,缩短产品使用寿命,严重甚至造成安全隐患,检测LED灯具发热均匀情况能帮助设计产品,合理布置发热部件,有效防止过热。


LED灯具热分布


案例九:定位电源失效区域

       电源失效案例中,金鉴使用红外热分布测试系统对电源进行测试,发现电源结构中的R5电阻在使用时发热严重,温度高达90℃。厂家建议碳膜电阻在满载功率时最佳工作温度在70℃以下,而该电源中R5碳膜电阻在90℃温度下满载工作,长期使用过程中导致R5电阻失效。



电源热分布图及热点定位


案例十:OLED热分布测试


       OLED发光材料像素在不同温度下表现出不同的发光特性,温度的分布不均会使得OLED显示面板中各处的薄膜晶体管的阈值电压和迁移率的变化也分布不均,进而导致整个显示面板出现发光亮度不均。



案例十一:集成电路芯片温度测试

        通过金鉴显微红外热分布测试系统可测试封装后集成电路芯片工作时的温度及温度场分布,也可以直接测试芯片微米大小区域的温度数据,观察芯片的温度场分布,轻松发现温度聚集点,并且能够测试芯片开启后的温升曲线,判断芯片达到热稳定的时间。




集成电路芯片工作时的热分布及局部放大热分布图



集成电路芯片通电开启后的温升曲线



集成电路芯片通电开启热分布瞬态图

案例十二:热分布测试应用于PCB领域

       红外热分布测试用于PCB板的检测,可直观显示电路板各区域和元件的温度分布,设计阶段可用于分析电路板布局设计是否合理,最大限度地减少故障排查和维修带来的高成本。生产阶段也可及时发现可靠性隐患,因为异常组件的升温速度通常比正常的要快,通过热分布测试,许多缺陷在出厂前就能被发现。



案例十三:热分布系统全辐射视频录像功能应用于GaN器件领域

      电子元器件器件实际应用过程中,进行单一热像图的分析往往是不够的,例如某GaN器件,其工作时的各项性能参数受温度影响较大,因此需要监控器件开始工作瞬间直至稳定的整个温度变化过程,这就涉及到金鉴显微热分布测试系统的全辐射视频录像功能。金鉴显微红外热分布测试系统全辐射视频录像功能采样速率可达到25帧/秒,可实现1TB单个视频录制,轻松捕捉器件通电瞬间温升变化。通过逐帧分析器件的升温过程全辐射视频录像可以看出,器件通电瞬间开始升温,这个瞬间时长仅有几十个毫秒左右,并在开始通电后2分钟左右达到温度稳定,同时各项电性参数也达到稳定。



GaN器件工作过程温升变化曲线 GaN器件工作过程电流变化曲线

案例十四:电器开关柜红外热分布测试
       电气设备在生产中已广泛采用,而电气故障是不可避免的,如何排查电气故障是面临的一大问题。电气设备的初期异常通常伴随温度的变化迹象,采用红外热分布测试可在不断电状态下进行检测工作,及时发现和诊断问题。



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