国内锁相红外热成像系统探测器

锁相解调单元是致晟 RTTLIT（LIT 技术系统）实现 “过滤噪声、提取有效热信号” 的重要环节，其工作逻辑基于 “信号相关性” 原理，能从复杂的背景噪声中筛选出与激励频率一致的热信号。具体而言，当周期性激励源向目标物体施加特定频率的电信号后，目标物体产生的热响应信号中，除了缺陷区域的有效热信号，还混杂着环境温度波动、设备自身发热等无关噪声。此时，锁相解调单元会将红外探测器采集的热像序列信号，与激励源的参考信号进行 “互相关运算”—— 由于有效热信号的频率与参考信号一致，运算后会形成明显的峰值；而噪声信号频率随机，运算后会被大幅抑制。致晟光电在该单元中加入了自主研发的 “自适应滤波算法”，可根据噪声强度动态调整运算参数，进一步提升噪声抑制效果，即使在复杂工业环境（如多设备同时运行的实验室）中，也能确保有效热信号的提取精度，让检测灵敏度稳定保持在 0.0001℃的水平。
给芯片或材料施加周期性电流/电压，使内部缺陷处产生微弱的周期性热信号；国内锁相红外热成像系统探测器

锁相红外热成像系统的工作原理基于锁相放大技术，这一技术的本质是通过提取与参考信号同频同相的红外信号，滤除无关干扰，实现对微弱目标信号的精细检测。系统工作时，首先由信号发生器生成固定频率、相位的参考信号，该信号与目标红外辐射的调制频率保持一致。随后，红外探测器采集目标辐射信号，这些信号中包含目标信号与环境干扰信号。系统将采集到的混合信号与参考信号输入锁相放大器，锁相放大器通过相位敏感检测器，保留与参考信号频率、相位相同的目标信号，将其他频率、相位的干扰信号抑制。这一过程如同 “信号筛选器”，能从复杂的干扰环境中提取出微弱的目标信号。例如在环境噪声较大的工业车间，传统红外成像系统受电机振动、气流扰动等干扰，难以捕捉设备微小过热信号，而锁相红外热成像系统通过锁相放大原理，可将干扰信号抑制 1000 倍以上，精细提取目标信号。热发射显微镜锁相红外热成像系统运动适用于多种材料：如金属、半导体、复合材料等。

锁相红外技术在半导体失效分析中用途***，尤其在检测短路、漏电、接触不良以及材料内部裂纹方面表现突出。对于多层封装或 BGA 封装芯片，LIT 可以穿透一定厚度的封装材料，通过调制频率的调整，选择性地观测不同深度的缺陷。在质量控制领域，LIT 已被应用于生产线抽检，用于筛查潜在的早期缺陷，从而在产品出厂前避免潜在失效风险。此外，该技术也可用于太阳能电池板的隐裂检测、碳纤维复合材料的分层缺陷检测等跨领域应用，显示了其在电子、能源和材料检测中的通用价值。其非接触、无损检测的特性，使得 LIT 成为许多高价值样品的优先检测方法。

锁相红外热成像系统平台的重要优势之一，在于其具备灵活的多模式激励信号输出能力，可根据被测目标的材质、结构及检测需求，精细匹配比较好激励方案。平台内置的信号发生器支持正弦波、方波、三角波等多种波形输出，频率调节范围覆盖 0.01Hz-1kHz，输出功率可根据目标尺寸与导热特性进行 0-50W 的连续调节。例如，检测金属等高热导率材料时，因热传导速度快，需采用高频（100-500Hz）正弦波激励，确保缺陷区域形成稳定的周期性热响应；而检测塑料、陶瓷等低热导率材料时，低频（0.1-10Hz）方波激励能减少热扩散损失，更易凸显材料内部的热阻差异。同时，平台还支持自定义激励信号编辑，工程师可通过配套软件设置激励信号的占空比、相位差等参数，适配特殊检测场景，如航空复合材料层合板的分层检测、动力电池极耳的焊接质量检测等。这种多模式适配能力，使系统突破了单一激励方式的局限性，实现了对不同行业、不同类型目标的多方面覆盖检测。非接触检测，保护样品原始状态。

具体工作流程中，当芯片处于通电工作状态时，漏电、短路等异常电流会引发局部焦耳热效应，产生皮瓦级至纳瓦级的极微弱红外辐射。这些信号经 InGaAs 探测器转换为电信号后，通过显微光学系统完成成像，再经算法处理生成包含温度梯度与空间分布的高精度热图谱。相较于普通红外热像仪，Thermal EMMI 的技术优势体现在双重维度：一方面，其热灵敏度可低至 0.1mK，能捕捉传统设备无法识别的微小热信号；另一方面，通过光学系统与算法的协同优化，定位精度突破至亚微米级，可将缺陷精确锁定至单个晶体管乃至栅极、互联线等更细微的结构单元，为半导体失效分析提供了前所未有的技术支撑。借助锁相红外技术，工程师能直观观察芯片工作时的热分布状态，为故障分析和设计优化提供数据支撑。芯片用锁相红外热成像系统仪器

锁相红外可实时监测器件工作时的热分布，及时发现设计或工艺导致的热隐患，缩短研发周期、提升产品良率。国内锁相红外热成像系统探测器

在芯片研发与生产过程中，失效分析（FailureAnalysis,FA）是一项必不可少的环节。从实验室样品验证到客户现场应用，每一次失效背后，都隐藏着值得警惕的机理与经验。致晟光电在长期的失效分析工作中，积累了大量案例与经验，大家可以关注我们官方社交媒体账号（小红书、知乎、b站、公众号、抖音）进行了解。在致晟光电，我们始终认为——真正的可靠性，不是避免失效，而是理解失效、解决失效、再防止复发。正是这种持续复盘与优化的过程，让我们的失效分析能力不断进化，也让更多芯片产品在极端工况下依然稳定运行。国内锁相红外热成像系统探测器