显微红外热点定位测试系统

显微红外热点定位测试系统

原理

微光显微镜（Emission Microscope, EMMI）是利用高增益相机/探测器来检测由某些半导体器件缺陷/失效发出的微量光子的一种设备。

当对样品施加适当电压时，其失效点会因加速载流子散射或电子-空穴对的复合而释放特定波长的光子。这些光子经过收集和图像处理后，就可以得到一张信号图。撤去对样品施加的电压后，再收集一张背景图，把信号图和背景图叠加之后，就可以定位发光点的位置，从而实现对失效点的定位。

LED灯珠发光均匀度测试

对于LED光源，特别是白光光源，由于电极设计、芯片结构以及荧光粉涂敷方式等影响，其表面的亮度和颜色并不是均匀分布的。实验室显微光分布测试系统，方便客户了解灯珠发光均匀度性能，认清改进设计的方向。

如下图所示，COB灯珠在点亮时，显微 光分布测试系统测得该灯珠光分布不均，发光质量较差，灯珠右边区域亮度相比左边区域低30%。分析其原因，灯珠基板的电阻不均匀，导致灯珠左右两边的芯片所加载的电压不一致，造成灯珠左右两边芯片的发光强度出现差异。

案例分析三：

某芯片公司需对其芯片产品进行光品质评估，实验室在定电流下（30mA、60mA、90mA）对芯片进行LED芯片发光均匀度测试。工程师利用自主研发的芯片显微 光分布测试系统对客户送测LED芯片点亮测试。

点亮条件：30mA、60mA、90mA

测试环境温度：20~25℃/40~60%RH。

测试结果见下图所示，可知在不同电流下，LED芯片发光分布区别明显，其中60mA为厂家推荐使用电流。

显微红外热点定位测试系统

在额定电流为60mA测试。通过显微 光分布测试系统测试发现，该芯片在额定电流下工作，芯片是存在发光不均匀的现象。通过光强标尺比较，其负极附近区域比正极负极区域发光强度高15%左右。建议针对芯片电极设计做适当优化，以提高发光效率和产品可靠性。

该芯片不同电流下（30mA、60mA、90mA）都存在发光不均的现象，芯片正极区域光强明显低于负极区域光强。通过统一的亮度标尺比较，当芯片超电流（90mA）使用时，显微光分布测试系统测试，我们发现过多的电流并没有是芯片更亮，反而亮度减弱。

4.3D图显示芯片的出光率、灯珠灯具的光线追迹

关于芯片的主要研究集中在如何提高内外量效率和光提取效率方面，芯片衬底图形化设计、隐形切割工艺等都可以提高芯片光提取效率，然而芯片厂内对于光提取效率的测试手段少之又少，显微光分布软件3D测试模块可以观察芯片各区域的出光强度，进而评估芯片的光提取效率，填补这一空白。

以下为某款倒装芯片的3D光分布图，芯片出光面光分布图表现为凹凸不平的锯齿状，这是因为该芯片采用了图形化衬底，改变了全反射光的出射角，增加了该倒装芯片的光从蓝宝石衬底出射的几率，从而提高了光的提取效率，使得芯片出光面的出光强度大小不一。

如芯片的侧面光学图所示，该芯片采用了多刀隐切工艺，芯片侧面非常粗糙，粗糙界面可以反射芯片侧面出射的光，提高芯片的光提取效率。从该芯片的3D光分布图中可以直观的看到，该芯片边缘出光较多，说明多刀隐切工艺对芯片出光效率的提升显著。但是，芯片边缘出光强度并不均匀，表明该多刀隐切工艺仍有优化的空间，可以进一步提高芯片的光提取效率。

5.LED失效分析

显微 光分布测试系统除了能帮助研发人员优化芯片设计，还是用于品质分析的神兵利器。光学性能是LED光源最主要的性能，当其出现失效时，必然会在光学性能上表现出异常，通过显微光分布测试系统我们可以轻松的发现其光学性能的变化，从而准确定位失效点，大大提高了客诉时效性。