显微定位系统

原理介绍：GaiaMicro-G系列显微高光谱系统是将推扫型高光谱相机与显微镜结合，构成显微高光谱系统的主体，再借助显微镜的光路系统、不同倍率的物镜（可见）、不同倍率的反射物镜（红外）以及二维电控扫描平台来实现的。 可见近红外显微系统采用透射式的光路结构，在不同放大倍率物镜下，可以清楚的观察、采集到相应的显微高光谱数据，系统采用的是二维平移机构，X轴为图像扫描轴，Y轴为调焦轴，实现自动曝光、自动对焦等流程。 近红外显微系统采用半透半反射式光路结构，大功率溴钨灯输出光源能满足光谱响应范围，系统采用的方案：高光谱相机静止不动，通过控制二维平移机构的扫描轴完成图像的采集，通过特殊设计的光路结构，可以实现全透、半透半反模式的光路调整，再通过目镜来观察和手动调整焦距完成整个系统的焦距调试。 优势描述：1、自动调焦、自动曝光、自动匹配扫描速度（显微-可见近红外系统）2、反射率校准、均匀性校准、区域校准等3、二维整体精密电控平移机构4、可见近红外显微系统，可实现反射和透射式的高光谱成像，可利用GaiaField内置扫描结构带动光谱成像系统来完成，也可以借助Image-λ-V10/V10E系列相机和电控二维扫描机构来实现5、近红外显微系统，反射式显微高光谱成像系统借助Image-λ-N17E系列相机和电控二维扫描机构来实现6、高空间分辨率和光谱分辨率 显微高光谱系统主要技术参数：型号GaiaMicro-G-V10-LUGaiaMicro-G-V10E-AZ4GaiaMicro-G-N17EGaiaMicro-G-N17E-HR光谱范围400-1000nm400-1000nm900-1700nm900-1700nm光谱分辨率3.5nm2.8nm5nm5nm数值孔径F/2.8F/2.4F/2.0F/2.0狭缝尺寸30um*9.6mm30um*14.2mm30um*14.2mm30um*14.2mm探测器CCDSCMOSInGaAsInGaAs像素数（空间维*光谱维）1392*10402048*2048320*256640*512光谱通道数256(有效通道240)512(有效通道360)数据输出14 bits16 bits14 bits14 bits连接方式USB 2.0USB3.0USB2.0/GigeUSB2.0/Gige物镜平场无限远长工作距消色差金相物镜（5x、10x、20x、50x)选配：100x反射式物镜10X、40X选配：20X、30X显微系统（标配金相显微系统，透反射测试光路）无限远色差校正光学系统10X目镜30°倾斜，无限远铰链三通观察筒，瞳距调节：54mm~75mm，单边视度调节：±5屈光度，两档分光比R:T=100：0或50：50物镜转换器：内定位五孔转换器注：其它品牌如奥林巴斯、蔡司的生物、荧光、金相显微镜均可进行高光谱相机搭载，具体可与我司销售人员联系。 反射物镜： 反射物镜参数：倍率10倍20倍30倍40倍适用波长350nm～7μm350nm～7μm350nm～7μm350nm～7μm焦距ｆ19.9mm10mm6.7mm5mmNA（数值孔径NA）0.20.350.410.49视场φ1.0mmφ0.5mmφ0.34mmφ0.25mm工作距离 WD16mm7mm5mm3.5mm机械镜筒长80～∞（可変）mm遮光率约36％约36％约36％约36％ GaiaMicro-F系列显微高光谱系统GaiaMicro-F系列显微高光谱系统采用液晶可调滤光片（LCTF）为分光元件，采用高灵敏度科研级制冷型SCMOS相机为成像器件，一体化设计或直接与各种商用显微镜的相机接口（F接口）结合，无需扫描机构，具有高灵敏度、高空间分辨率的特点。 主要技术参数：

仪器简介：最新一代 Dimension系列 AFMDimension Icon 原子力显微镜(AFM）的性能、功能及附件等方面具有全新表现，在聚合物、半导体、能源、数据存储及材料领域的纳米研究中将会得到广泛应用。Dimension Icon是Dimension系列产品中的最新款设备,它基于世界上应用最广泛的AFM平台，集合了数十年的技术创新、行业内领先的应用定制及客户反馈等于一身。这个系统经过从上到下的设计，在易用性、高分辨率及快速成像等方面有突出表现。技术参数：X-Y方向扫描范围：90um *90um典型值，最小85umZ方向扫描范围：10um典型值，在成像及力曲线模式下；最小9.5um垂直方向噪音基底：30pmRMS, 在合适的环境及典型的成像带宽（达到625Hz）X-Y定位噪音（闭环）：0.15nm RMS，典型成像带宽（达到625Hz）X-Y定位噪音（闭环）：0.10nm RMS，典型成像带宽（达到625Hz）Z传感器噪音水平（闭环）：35pm RMS, 典型成像带宽（达到625Hz）整体线性误差（X-Y-Z）：0.5% 典型值样品尺寸/夹具：210mm真空吸盘样品台，直径210mm, 厚度15mm电动定位样品台（X-Y轴）：180mm*180mm可视区域；单向2um重复性；双向3um重复性。显微镜光学系统：五百万像素数字照相机 180um至1465um可视范围 数字缩放及自动对焦功能控制器：NanoScope V型控制器工作台：整合所有控制器、结合人体工学设计，提供直接的物理或可视借口震动隔绝：整体式气动减震台声音隔绝：可隔绝环境中85 dBC的持续噪音主要特点：结合Veeco最新的行业领先的针尖-扫描AFM技术，Icon的温度补偿定位传感器使Z轴的的噪音水平达到亚-埃米级，X-Y方向达埃米级。在大样品台、90微米扫描范围系统的仪器当中，这种表现是非常突出的，优于绝大部分的开环、高分辨率AFM系统的噪音水平。Icon不仅具有非常好的分辨率，它还具备许多新的特性，以增加新老AFM用户操作仪器的便捷性及出图像速率：&bull 专利设计的扫描管，实现闭环扫描功能同时，具有开环扫描管的噪音水平，在大样品AFM系统中实现前所未有的分辨率&bull 全新设计的XYZ闭环扫描管，在不影响图像质量下具有非常高的扫描速度，具有非常快的数据采集能力&bull 最新的NanoScope软件版本，提供直观的操作流程及默认实验模块，将复杂的AFM操作流程转化为预先设置&bull 高分辨率的照相机及X-Y定位，实现更迅速、更有效的样品定位&bull 完全开放的针尖及样品环境，适用于绝大部分的标准或定制实验&bull 硬件及软件设置适用Veeco现有的及即将推出的所有模式及技术，包括现有的最先进的HarmoniX纳米材料性能成像模式

显微红外热点定位测试系统半导体器件作为现代科技社会的一大进步，却因为各种原因停滞不前，其中半导体器件故障问题一直是行业内的热点问题，多种多样的环境因素，五花八门的故障形式，使得制造商不知所措，针对此问题，金鉴实验室联合英国GMATG公司推出显微红外热点定位系统，采用法国的ULIS非晶硅红外探测器，通过算法、芯片和图像传感技术的改进，打造出高精智能化的测试体系，专为电子产品FA设计，整合出一套显微红外热点定位测试系统，价格远低于国外同类产品，同样的功能，但却有更精确的数据整理系统、更方便的操作体系，正呼应了一句名言“最好的检测设备是一线的测试工程师研发出来的！”。金鉴显微红外热点定位测试系统已演化到第四代：配备20um的微距镜，可用于观察芯片微米级别的红外热分布；通过强化系统软件算法处理，图像的分辨率高达5um，能看清金道与缺陷；热点锁定lock in功能，能够精准定位芯片微区缺陷；系统内置高低温数显精密控温平台与循环水冷装置校准各部位发射率，以达到精准测温度的目的；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20%的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光热分布系统、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。红外显微镜系统(Thermal Emission microscopy system)，是半导体失效分析和缺陷定位的常用的三大手段之一（EMMI,THERMAL,OBIRCH）,是通过接收故障点产生的热辐射异常来定位故障点(热点/Hot Spot)位置。存在缺陷或性能不佳的半导体器件通常会表现出异常的局部功耗分布，最终会导致局部温度增高。金鉴显微热分布测试系统利用热点锁定技术，可准确而高效地确定这些关注区域的位置。热点锁定是一种动态红外热成像形式，通过改变电压提升特征分辨率和灵敏度，软件数据算法改善信噪比。在IC分析中， 可用来确定线路短路、 ESD缺陷、缺陷晶体管和二极管，以及器件闩锁。该测试技术是在自然周围环境下执行的，无需遮光箱。金鉴显微红外热点定位测试系统优点：高灵敏度的锁相热成像缺陷定位配合电测，XRAY等对样品作无损分析选配不同镜头，可分析封装芯片及裸芯片对短路及漏电流等分析效果佳0.03℃温度分辨率，20um定位分辨率，可探测uW级功耗其他功能如真实温度测量，热的动态分析，热阻计算相对于其他缺陷查找设备（EMMI,THERMAL,OBIRCH），价格可承受与国外同类设备相比，金鉴显微红外热点定位测试系统优点显著：金鉴显微红外热点定位测试系统 VS OBIRCHOBIRCH广泛用于芯片级分析和中等短路电阻，但挑战性低于10欧姆金鉴显微红外热点定位系统一般具有较高的成功率金鉴显微红外热点定位系统可兼容大样品、微米级样品测试金鉴显微红外热点定位系统热点锁定功能可以显着扩大覆盖范围，降低漏电阻金鉴显微红外热点定位系统支持长期在线监测热点缺陷异常金鉴显微红外热点定位系统测试依据：GB/T 28706-2012 无损检测 金鉴显微红外热点定位系统可以对探测电源、芯片等短路漏电故障缺陷热点锁定（lock in）功能：温度最高点定位聚焦过程只需要一秒应用领域：PCBA短路热点失效分析、IC器件缺陷定位、升温热分布动态采集、功率器件发热点探测、集成电路失效分析、无损失效分析、细微缺陷探测、正向点亮漏电LED芯片,Vf偏低（左图）。反向测试芯片漏电流显示漏电流较大（右图）测试结果：显微红外热点定位热分布测试结果显示：漏电芯片上热分布不均，存在异常热点，热点即为芯片漏电缺陷点。span font-size:14px white-space:normal background-color:#bcd3e5 "="" style="color: rgb(102, 102, 102) font-family: Arial, Helvetica, sans-serif font-size: 14px text-align: justify white-space: normal "存在缺陷或性能不佳的半导体器件通常会表现出异常的局部功耗分布，最终会导致局部温度增高。金鉴显微红外热点定位热分布系统，利用新型高分辨率微观缺陷定位技术，可在大范围内高效而准确地确定关注区域（异常点）位置。图示为在金鉴显微红外热点定位测试布设备下LED芯片漏电图：LED芯片热点定位图在金鉴显微红外热点定位测试系统中，不同模式调色板下的芯片漏电图如图所示显示：不同调色板下的LED芯片热点定位图对于受损LED来说，缺陷引起的非辐射复合几率增加，在加压增强的情况下，局部的高电场或强复合所引起的红外辐射能量被金鉴显微红外探测系统所接收，可以看到明亮的发光点或者热斑，再经过CCD图像转换处理，将其与器件表面的光学发射像叠加，就可以确认漏电造成发光点的位置。可见光与红外双重成像技术精确定位细微缺陷！案例二：金鉴显微红外热点定位系统查找紫外垂直芯片漏电点客户反馈其紫外垂直芯片存在漏电现象，送测裸晶芯片，委托金鉴查找芯片漏电点。 可见光图和热成像图融合，精准定位LED芯片热点取裸晶芯片进行外观观察，发现芯片结构完整，无击穿形貌，表面干净无污染。通过金鉴探针系统对裸晶芯片加载反向电压后，在暗室中使用显微红外热点定位系统的热点自动搜寻功能定位到了芯片上若干热点。经过可见光与热成像双重成像融合后，可以清晰观察到热点所在，即为芯片漏电缺陷处。案例三：客户送测LED芯片，委托金鉴在指定电流条件下（30mA、60mA、90mA）进行芯片热分布测试。其中60mA为额定电流。点亮条件：30mA、60mA、90mA环境温度：20~25℃/40~60%RH不同加载电流下LED芯片热分布图灯珠正常使用时，额定电流为60mA。金鉴通过显微热分布测试系统发现，该芯片在额定电流下工作，芯片存在发热不均匀的现象，其负极靠近芯片边缘位置温度比正电极周围高10度左右。建议改芯片电极设计做适当优化，以提高发光效率和产品稳定性。该芯片不同电流下（30mA、60mA、90mA）都存在发热不均的现象，芯片正极区域温度明显高于负极区域温度。当芯片超电流（90mA）使用时，我们发现过多的电流并没有转变成为光能，而是转变成为热能。案例四：某灯具厂家把芯片封装成灯珠后，做成灯具，在使用一个月后出现个别灯珠死灯现象，委托金鉴查找原因。本案例，金鉴发现该灯具芯片有漏电、烧电极和掉电极的现象，通过自主研发的显微热分布测试仪发现芯片正负电极温差过大，再经过FIB对芯片正负电极切割发现正极Al层过厚和正极下缺乏二氧化硅阻挡层。显微热分布测试系统在本案例中，起到定位失效点的关键作用。对漏电灯珠通电光学显微镜观察：金鉴随机取1pc漏电灯珠进行化学开封，使用3V/50uA直流电通电测试，发现灯珠存在电流分布不均现象，负极一端处的亮度较高。LED芯片光分布图对漏电灯珠显微红外观察：使用金鉴自主研发的显微热分布测试系统对同样漏电芯片表面温度进行测量，发现芯片正负电极温度差距很大，数据显示如图，负极电极温度为129.2℃，正极电极温度为82.0℃，电极两端温差30℃。LED芯片热分布图死灯芯片正极金道FIB切割：金鉴工程师对死灯灯珠芯片正极金道做FIB切割，结果显示芯片采用Cr-Al-Cr-Pt-Au反射结构，金鉴发现： 1.Cr-Al-Cr-Pt层呈现波浪形貌，尤其ITO层呈现波浪形貌，ITO层熔点较低，正极在高温下，芯片正极ITO-Cr-Al-Cr-Pt层很容易融化脱落，这也是金鉴观察到前面部分芯片正极脱落的原因。2.芯片正极的铝层厚度约为251nm，明显比负极100nm要厚，而负极和正极Cr-Al-Cr-Pt-Au是同时的蒸镀溅射工艺，厚度应该一致。3.在芯片正极金道ITO层下，我们没有发现二氧化硅阻挡层。而没有阻挡层恰好导致了正负电极分布电流不均，电极温差大，造成本案的失效真因。LED芯片正极金道FIB切割及截面形貌观察案例五：委托单位送测LED灯珠样品，要求使用显微热分布测试系统观察灯珠在不同电流下表面温度的变化情况。对大尺寸的倒装芯片进行观察：开始时样品电流为1A，此时芯片表面温度约134℃；一段时间后，电流降低到800mA，温度在切换电流后的2s内，温度下降到125℃，随后逐渐下降到115℃达到稳定；紧接着再把电流降低到500mA，10s后，温度从115℃下降到91℃。加载电流变化下大尺寸倒装芯片的温度-时间曲线图对小尺寸的倒装芯片进行观察：样品在300mA下稳定时，芯片表面温度约为68℃；电流增加到500mA，10s后温度上升到99℃；随后把电流降低到200mA，13s后温度下降到57℃，此时把电流增加到400mA，芯片表面温度逐渐上升，在20s后温度达到稳定，此时温度约为83℃；最后把电流降低到100mA后，温度逐渐下降。加载电流变化下小尺寸倒装芯片的温度-时间曲线图案例五：电源失效分析之热点定位委托单位电源出现失效现象，委托金鉴查找电源失效原因。在该案例中，金鉴使用显微红外热点定位测试系统对电源进行测试，定位到电源结构中的R5电阻在使用时发热严重，经测温发现该电阻温度高达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六：测试原理：PCB器件存在缺陷异常或性能不佳的情况下，通常会表现出异常局部功耗分布，最终会导致局部温度升高。金鉴显微红外热点定位系统利用新型高分辨率微观缺陷定位技术进行热点锁定(lock in) ，可快速而准确地探测细微缺陷（异常点）位置。 室温24.5℃条件下，对待测区域施加5V电压，此时导通电流为20mA。使用显微热点定位系统测试PCB板热点。如红外热点定位图所示，其中红色三角形标识处即为热点所在，红外-可见光融合图可观察到热点在PCB板上的位置，该热点位置即为PCB板漏电缺陷位置。局部漏电PCB样品红外热点定位测试 红外热点定位图 可见光图（测试区域） 红外-可见光融合图