AVT紅外相機Goldeye - 半導(dǎo)體材料穿透檢測

發(fā)布時間：2025-08-09 | 信息來源：上海硯拓自動化科技有限公司 | 點擊量：415

在日常生活中，人們習(xí)慣用肉眼捕捉可見光范圍內(nèi)的世界。然而，不可見光的世界同樣豐富多彩，如紫外光、紅外光和微波。這些不可見光成像技術(shù)能夠揭示隱藏在可見光之外的更多細(xì)節(jié)。工業(yè)相機課堂的第四課中將深入探索紅外相機的世界，了解近紅外、短波紅外等不同類型的紅外相機及其應(yīng)用和實際案例。

紅外光譜

電磁波譜是物理學(xué)的最基礎(chǔ)的內(nèi)容之一，也在人們的生活中扮演著重要的角色?？梢姽庵皇请姶挪ㄗV中的一小部分。由于光的波長和能量的不同，每個波段都有其獨特的特性和功能。從太陽輻射出來的光可以分為以下幾個主要波段：

紫外光（UV）

波長范圍約在10-400 nm之間。紫外光可以殺菌和消毒，但對皮膚和眼睛有潛在的傷害，特別是在過度暴露的情況下。

可見光（Visible Light）

波長范圍約在400-700 nm之間?？梢姽馐侨搜勰軌蚋兄降墓庾V部分，它決定了我們所看到的顏色，并且在許多應(yīng)用中被用作主要的光源。

紅外光（IR）

波長范圍約在700 nm到1 mm之間。紅外光主要用于熱成像、夜視設(shè)備和一些遙感技術(shù)，因為它能夠穿透煙霧和云層，并感知物體的溫度變化。

微波（Microwave）

波長范圍從1 mm到1 m。微波用于無線通信、雷達(dá)以及家用微波爐。

無線電波（Radio Waves）

波長范圍在1米以上。射電波主要用于廣播、通信和天文學(xué)中的無線電望遠(yuǎn)鏡。

每個光譜波段都在科學(xué)研究和各種實際應(yīng)用中扮演著重要角色。

不同波段電磁波波長的大致范圍及其應(yīng)用案例

紅外輻射波長介于可見光和微波之間, 并且具有較強的感光能力，熱效應(yīng)明顯。這一頻段涵蓋了 0.75 μm - 14 μm 波長范圍，分為：

·近紅外 (NIR – Near Infrared)

·短波紅外 (SWIR – Short wave infrared)

·中波紅外 (MWIR – Middle wave infrared)

·長波紅外 (LWIR – Long wave infrared)

以下的圖片展示了在不同溫度下，紅外光譜和不同溫度的關(guān)系。

紅外相機成像原理

紅外相機的成像方式主要分為兩種：熱成像原理（Thermal Imaging）和反射原理（Reflective Imaging）。

熱成像原理

熱成像紅外相機主要利用物體自身發(fā)射的紅外輻射進(jìn)行成像。所有溫度高于絕對零度（-273.15°C）的物體都會發(fā)出紅外輻射，其輻射強度和波長分布與物體的溫度相關(guān)。熱成像相機不依賴外部光源，可以在全黑條件下工作，常用于溫度監(jiān)測和熱分析。

反射原理

反射式紅外相機（如近紅外和短波紅外相機）主要利用外部光源（如太陽光或人工光源）在物體表面的反射光進(jìn)行成像。相機內(nèi)部通常配備近紅外或短波紅外濾光片或特定的傳感器來捕捉特定波段的光，從而生成圖像。

紅外相機類型及經(jīng)典應(yīng)用

不同物體在可見光（左）和短波紅外（右）下的成像

優(yōu)點及成本

近紅外 (NIR – Near Infrared)

優(yōu)點：價格相對較低，成像清晰度和靈敏度對比其他紅外相機較高。

缺點：通常較低，因為硅基傳感器較為成熟且成本低廉。

短波紅外 (SWIR – Short wave infrared）

優(yōu)點：能夠穿透一些物質(zhì)（如霧霾，硅片），對溫度變化有較好的響應(yīng)。

缺點：相對較高，因為銦鎵砷（ InGaAs）傳感器的制造成本較高。

中波紅外 (MWIR – Middle wave infrared)

優(yōu)點：適合在黑暗中工作，無需外部光源。能夠檢測較高溫度的物體。

缺點:較高，因需要低溫冷卻探測器（如液氮冷卻），設(shè)備和維護(hù)成本較高。

長波紅外 (LWIR – Long wave infrared)

優(yōu)點：能夠檢測較低溫度的物體，并適合全天候工作。

缺點：中等到較高，非制冷的微測輻射熱計較為經(jīng)濟，但制冷型長波紅外探測器仍然價格較貴。

AVT紅外相機實際案例

Allied Vision Goldeye SWIR - 半導(dǎo)體材料穿透檢測

Goldeye短波紅外相機

背景

硅晶圓是一種薄的半導(dǎo)體材料基材，用于制造電子集成電路，是電子器件中最常用的一種半導(dǎo)體材料。

挑戰(zhàn)

硅晶圓會積累在生長、切割、研磨、蝕刻、拋光過程中的殘余應(yīng)力。因此，硅晶圓在整個制造過程中可能產(chǎn)生裂紋，如果裂紋未被檢測到，那些含有裂紋的晶圓就在后續(xù)生產(chǎn)階段中產(chǎn)生無效的產(chǎn)品。裂紋也可能在將集成電路分割成單獨 IC 時產(chǎn)生。因此，若要降低制造成本，在進(jìn)一步的加工前，檢查原材料基材的雜質(zhì)，裂紋以及在加工過程中檢測缺陷非常重要。

解決方案

新加坡集成電路（IC）制造商 Radiant Optronics 公司專注于將最新技術(shù)發(fā)展成果應(yīng)用于故障分析應(yīng)用，并重點聚焦亞洲地區(qū)的半導(dǎo)體、晶圓制造、服務(wù)實驗室、包裝和 PCB 裝配等領(lǐng)域。公司利用其紅外成像顯微鏡結(jié)合 Allied Vision Goldeye 短波紅外相機來檢測IC制造過程中可能產(chǎn)生的 IC 內(nèi)部缺陷或裂紋。