工控摘要：紅外顯微鏡的結(jié)構(gòu)和金相顯微鏡相似。但它采用的是近紅外（波長為0175~3微米）光源，并用紅外變像管成像。由于鍺、硅等半導(dǎo)體材料及薄金屬層對(duì)紅外輻射是透明的。
　　
　　電子信息技術(shù)是當(dāng)今新技術(shù)革命的核心，電子元器件是發(fā)展電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)。了解造成元器件失效的因素，以提高可靠性，是電子信息技術(shù)應(yīng)用的必要保證。
　　
　　開展電子元器件失效分析，需要采用一些*的分析測試技術(shù)和儀器。
　　
　　1光學(xué)顯微鏡分析技術(shù)
　　
　　光學(xué)顯微鏡分析技術(shù)主要有立體顯微鏡和金相顯微鏡。立體顯微鏡放大倍數(shù)小，但景深大;金相顯微鏡放大倍數(shù)大，從幾十倍到一千多倍，但景深小。把這兩種顯微鏡結(jié)合使用，可觀測到器件的外觀，以及失效部位的表面形狀、分布、尺寸、組織、結(jié)構(gòu)和應(yīng)力等。如用來觀察到芯片的燒毀和擊穿現(xiàn)象、引線鍵合情況、基片裂縫、沾污、劃傷、氧化層的缺陷、金屬層的腐蝕情況等。顯微鏡還可配有一些輔助裝置，可提供明場、暗場、微分干涉相襯和偏振等觀察手段，以適應(yīng)各種需要。
　　
　　2紅外分析技術(shù)
　　
　　紅外顯微鏡的結(jié)構(gòu)和金相顯微鏡相似。但它采用的是近紅外（波長為0175~3微米）光源，并用紅外變像管成像。由于鍺、硅等半導(dǎo)體材料及薄金屬層對(duì)紅外輻射是透明的。利用它，不剖切器件的芯片也能觀察芯片內(nèi)部的缺陷及焊接情況等。它還特別適于作塑料封裝半導(dǎo)體器件的失效分析。
　　
　　紅外顯微分析法是利用紅外顯微技術(shù)對(duì)微電子器件的微小面積進(jìn)行高精度非接觸測溫的方法。器件的工作情況及失效會(huì)通過熱效應(yīng)反映出來。器件設(shè)計(jì)不當(dāng)，材料有缺陷，工藝差錯(cuò)等都會(huì)造成局部溫度升高。發(fā)熱點(diǎn)可能小到微米以下，所以測溫必須針對(duì)微小面積。為了不影響器件的工作情況和電學(xué)特性，測量又必須是非接觸的。找出熱點(diǎn)，并用非接觸方式高精度地測出溫度，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝過程控制、失效分析、可靠性檢驗(yàn)等，都具有重要意義。
　　
　　紅外熱像儀是非接觸測溫技術(shù)，它能測出表面各點(diǎn)的溫度，給出試樣表面的溫度分布。
　　
　　紅外熱像儀用振動(dòng)、反射鏡等光學(xué)系統(tǒng)對(duì)試樣高速掃描，將發(fā)自試樣表面各點(diǎn)的熱輻射會(huì)聚到檢測器上，變成電信號(hào)，再由顯示器形成黑白或彩色圖像，以便用來分析表面各點(diǎn)的溫度。
　　
　　3聲學(xué)顯微鏡分析
　　
　　超聲波可在金屬、陶瓷和塑料等均質(zhì)材料中傳播。用超聲波可檢驗(yàn)材料表面及表面下邊的斷裂，可探測多層結(jié)構(gòu)完整性等較為宏觀的缺陷。超聲波是檢測缺陷、進(jìn)行失效分析的很有效的手段。將超聲波檢測同*的光、機(jī)、電技術(shù)相結(jié)合，還發(fā)展了聲學(xué)顯微分析技術(shù)，用它能觀察到光學(xué)顯微鏡無法看到的樣品內(nèi)部情況，能提供X光透視無法得到的高襯度圖像，能應(yīng)用于非破壞性分析。
　　
　　4液晶熱點(diǎn)檢測技術(shù)
　　
　　如前所述，半導(dǎo)體器件失效分析中，熱點(diǎn)檢測是有效手段。
　　
　　液晶是一種液體，但溫度低于相變溫度，則變?yōu)榫w。晶體會(huì)顯示出各向異性。當(dāng)它受熱，溫度高過相變溫度，就會(huì)變成各向同性的液體。利用這一特性，就可以在正交偏振光下觀察液晶的相變點(diǎn)，從而找到熱點(diǎn)。
　　
　　液晶熱點(diǎn)檢測設(shè)備由偏振光顯微鏡、可調(diào)溫度的樣品臺(tái)和樣品的電偏置控制電路組成。
　　
　　液晶熱點(diǎn)檢測技術(shù)可用來檢查針孔和熱點(diǎn)等缺陷。若氧化層存在針孔，它上面的金屬層和下面的半導(dǎo)體就可能短路，而造成電學(xué)特性退化甚至失效。把液晶涂在被測管芯表面上，再把樣品放在加熱臺(tái)上，若管芯氧化層有針孔，則會(huì)出現(xiàn)漏電流而發(fā)熱，使該點(diǎn)溫度升高，利用正交偏振光在光學(xué)顯微鏡下，觀察熱點(diǎn)與周圍顏色的不同，便可確定器件上熱點(diǎn)的位置。