顯微紅外熱點定位測試系統(tǒng)

原理

微光顯微鏡（Emission Microscope, EMMI）是利用高增益相機/探測器來檢測由某些半導體器件缺陷/失效發(fā)出的微量光子的一種設備,。

當對樣品施加適當電壓時,，其失效點會因加速載流子散射或電子-空穴對的復合而釋放特定波長的光子。這些光子經(jīng)過收集和圖像處理后,，就可以得到一張信號圖,。撤去對樣品施加的電壓后，再收集一張背景圖,，把信號圖和背景圖疊加之后,，就可以定位發(fā)光點的位置，從而實現(xiàn)對失效點的定位,。

LED燈珠發(fā)光均勻度測試

對于LED光源,，特別是白光光源，由于電極設計,、芯片結(jié)構(gòu)以及熒光粉涂敷方式等影響,，其表面的亮度和顏色并不是均勻分布的。實驗室顯微光分布測試系統(tǒng),，方便客戶了解燈珠發(fā)光均勻度性能,，認清改進設計的方向。

如下圖所示,，COB燈珠在點亮時,，顯微 光分布測試系統(tǒng)測得該燈珠光分布不均，發(fā)光質(zhì)量較差,，燈珠右邊區(qū)域亮度相比左邊區(qū)域低30%,。分析其原因，燈珠基板的電阻不均勻,，導致燈珠左右兩邊的芯片所加載的電壓不一致,，造成燈珠左右兩邊芯片的發(fā)光強度出現(xiàn)差異。

案例分析三：

某芯片公司需對其芯片產(chǎn)品進行光品質(zhì)評估,，實驗室在定電流下（30mA,、60mA、90mA）對芯片進行LED芯片發(fā)光均勻度測試,。工程師利用自主研發(fā)的芯片顯微 光分布測試系統(tǒng)對客戶送測LED芯片點亮測試,。

點亮條件：30mA、60mA、90mA

測試環(huán)境溫度：20~25℃/40~60%RH,。

測試結(jié)果見下圖所示,，可知在不同電流下，LED芯片發(fā)光分布區(qū)別明顯,，其中60mA為廠家推薦使用電流,。

顯微紅外熱點定位測試系統(tǒng)

在額定電流為60mA測試。通過顯微 光分布測試系統(tǒng)測試發(fā)現(xiàn),，該芯片在額定電流下工作,，芯片是存在發(fā)光不均勻的現(xiàn)象。通過光強標尺比較,，其負極附近區(qū)域比正極負極區(qū)域發(fā)光強度高15%左右,。建議針對芯片電極設計做適當優(yōu)化，以提高發(fā)光效率和產(chǎn)品可靠性,。

該芯片不同電流下（30mA,、60mA、90mA）都存在發(fā)光不均的現(xiàn)象,，芯片正極區(qū)域光強明顯低于負極區(qū)域光強,。通過統(tǒng)一的亮度標尺比較，當芯片超電流（90mA）使用時,，顯微光分布測試系統(tǒng)測試,，我們發(fā)現(xiàn)過多的電流并沒有是芯片更亮,，反而亮度減弱,。

4.3D圖顯示芯片的出光率、燈珠燈具的光線追跡

關于芯片的主要研究集中在如何提高內(nèi)外量效率和光提取效率方面,，芯片襯底圖形化設計,、隱形切割工藝等都可以提高芯片光提取效率，然而芯片廠內(nèi)對于光提取效率的測試手段少之又少,，顯微光分布軟件3D測試模塊可以觀察芯片各區(qū)域的出光強度,，進而評估芯片的光提取效率，填補這一空白,。

以下為某款倒裝芯片的3D光分布圖,，芯片出光面光分布圖表現(xiàn)為凹凸不平的鋸齒狀，這是因為該芯片采用了圖形化襯底,，改變了全反射光的出射角,，增加了該倒裝芯片的光從藍寶石襯底出射的幾率，從而提高了光的提取效率,，使得芯片出光面的出光強度大小不一,。

如芯片的側(cè)面光學圖所示，該芯片采用了多刀隱切工藝，芯片側(cè)面非常粗糙,，粗糙界面可以反射芯片側(cè)面出射的光,，提高芯片的光提取效率。從該芯片的3D光分布圖中可以直觀的看到,，該芯片邊緣出光較多,，說明多刀隱切工藝對芯片出光效率的提升顯著。但是,，芯片邊緣出光強度并不均勻,，表明該多刀隱切工藝仍有優(yōu)化的空間，可以進一步提高芯片的光提取效率,。

5.LED失效分析

顯微 光分布測試系統(tǒng)除了能幫助研發(fā)人員優(yōu)化芯片設計,，還是用于品質(zhì)分析的神兵利器。光學性能是LED光源最主要的性能,，當其出現(xiàn)失效時,，必然會在光學性能上表現(xiàn)出異常，通過顯微光分布測試系統(tǒng)我們可以輕松的發(fā)現(xiàn)其光學性能的變化,，從而準確定位失效點,，大大提高了客訴時效性。