一、什么是鎖相紅外
凡是高于絕對零度的物質(zhì)都會向外輻射紅外線。黑體的光譜輻射出射度公式為:
圖1不同溫度的黑體光譜輻射出射度曲線
物質(zhì)輻射出的紅外信號通??梢杂眉t外熱像儀探測到。鎖相紅外探測技術(shù),是一種通過對被測樣品施加周期性的激勵(比如電壓、電流、熱波、微波等),利用紅外熱像儀采集一系列的紅外圖像,通過傅立葉分析得到被測樣品上微弱的發(fā)熱信號的技術(shù)。這種紅外圖像處理技術(shù)與常用的鎖相放大器的信號處理技術(shù)相類似,因此稱之為鎖相紅外探測技術(shù)。鎖相紅外的數(shù)據(jù)結(jié)果包含強(qiáng)度數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù),強(qiáng)度數(shù)據(jù)代表外部的周期性激勵引起的溫度變化,相位教據(jù)代表外部的周期性激勵與發(fā)熱過程之前的延遲信息,相位數(shù)據(jù)通常用來計算發(fā)熱區(qū)域在樣品中的深度位置,以及樣品上熱擴(kuò)散的過程。
二、什么是非制冷鎖相紅外
鎖相紅外的測量依賴有溫度測量能力的熱像儀,目前使用的熱像儀可分為制冷紅外相機(jī)和非制冷紅外相機(jī)。制冷紅外相機(jī)的探測波段為3~5微米,由于該波段的紅外探測器需要-196℃的工作環(huán)境,因此搭配制冷機(jī)才能工作,從而得名制冷紅外相機(jī),測溫精度可達(dá)到20mK。非制冷紅外相機(jī)的探測波段為8~14微米,該波段的紅外探測器可以在室溫工作(探測器通常為氧化釩或者非晶硅),無需制冷機(jī)為探測器降溫,因此,稱之為非制冷紅外相機(jī),測溫精度達(dá)60mK。在半導(dǎo)體工業(yè)應(yīng)用中,電路板的漏電大功率元器件的漏電可以用非制冷鎖相紅外來探測。非制冷鎖相紅外的優(yōu)勢是整機(jī)價格較低,相機(jī)壽命極長(連續(xù)開機(jī)情況下,大于5年),工作時無噪音;但是,非制冷相機(jī)探測長波段區(qū)域,高分辨率為10微米左右。對于樣品尺寸較大的用戶,非制冷鎖相紅外是一項高性價比的選擇。在鎖相模式下,制冷鎖相紅外的溫度分辨能力<0.1mK,非制冷鎖相紅外的溫度分辨能力<1mK。
非制冷鎖相紅外成像系統(tǒng)
三、非制冷鎖相紅外成像系統(tǒng)
擁有自主編寫的系統(tǒng)控制軟件、各種不同配置的非制冷鎖相紅外成像系統(tǒng),既能滿足客戶對器件表面溫度的測量需求,又能滿足客戶對失效器件熱點的抓取需求。
此外,還可以選配加熱臺、電動XYZ運(yùn)動控制系統(tǒng)、磁場、微波等測量條件,提供全國產(chǎn)供應(yīng)鏈的深度定制服務(wù)。
四、非制冷鎖相紅外的案例
圖3 失效器件圖與熱點圖的善加圖像
測量條件:物鏡0.85X,電壓2.7V,鎖相頻率25HZ
圖4 失效器件圖與熱點圖的善加圖像
測量條件:物鏡WA,電壓150.10V,電流781.50 A,鎖相頻率1HZ
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