功率器件作為電子系統(tǒng)的核心組件，其可靠性直接決定設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。而失效分析，是針對出現(xiàn)問題的芯片或模塊進(jìn)行的系統(tǒng)性“事后診斷”，是排查問題根源、提升產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。分析過程中，需首先明確失效對象的應(yīng)用背景，掌握其工作環(huán)境、技術(shù)規(guī)范與結(jié)構(gòu)工藝；隨后通過外觀檢查與電學(xué)測試確定失效模式，再借助精密顯微設(shè)備定位失效區(qū)域、剖析失效機(jī)理，最終找出根因并提出改進(jìn)措施。

在功率器件中，失效類型多樣，其中過熱失效最為常見。當(dāng)器件散熱設(shè)計(jì)不足或長時(shí)間處于高負(fù)載運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部溫度急劇升高，可能導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)被破壞。例如，在汽車電子應(yīng)用中，功率 MOSFET 若散熱通道受阻，短時(shí)間內(nèi)便可能出現(xiàn)性能衰減，甚至完全失效。電擊失效則多由過電壓或電流沖擊引發(fā)，如工業(yè)場景中雷擊產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓，會(huì)在器件內(nèi)部形成電弧，擊穿絕緣層導(dǎo)致?lián)p壞。除此之外，在潮濕或含腐蝕性氣體的環(huán)境中，器件引腳及封裝外殼還可能發(fā)生腐蝕失效，逐步破壞導(dǎo)電通路，造成電氣參數(shù)漂移或功能異常。

圖源：致晟光電by知乎

針對上述失效類型，熱紅外顯微鏡（Thermal EMMI）憑借非接觸、高分辨率的檢測優(yōu)勢，成為功率器件失效定位的核心工具。

我司研發(fā)的 Thermal EMMI 熱紅外顯微鏡 憑借高靈敏度與精準(zhǔn)成像能力，能夠捕捉器件中極微小的紅外輻射差異，清晰呈現(xiàn)溫度分布特征，尤其擅長定位隱性熱失效點(diǎn)。其工作原理是通過捕捉失效區(qū)域在通電工作狀態(tài)下因異常發(fā)熱或結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的紅外輻射差異，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。實(shí)際操作中，工程師通常先為樣品施加電學(xué)激勵(lì)以模擬工作狀態(tài)，過熱失效區(qū)域會(huì)釋放更強(qiáng)的紅外信號，在圖像中呈現(xiàn)明顯熱點(diǎn)。而對于電擊或腐蝕導(dǎo)致的隱性故障，熱紅外顯微鏡能穿透封裝表層，識別因絕緣擊穿或金屬遷移引起的局部溫差異常。結(jié)合高倍光學(xué)成像功能，可同步觀察失效區(qū)域的微觀形貌，為后續(xù)機(jī)理分析提供直觀依據(jù)。

借助熱紅外顯微鏡的精準(zhǔn)定位能力，企業(yè)失效分析人員能夠快速鎖定故障核心區(qū)域，顯著縮短分析周期，為功率器件的可靠性改進(jìn)提供有力支撐。

審核編輯 黃宇