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應(yīng)用背景

高于絕對溫度零度的物體都可以輻射紅外線,當(dāng)物體內(nèi)部存在缺陷時(shí),會使物體的熱傳導(dǎo)發(fā)生改變,導(dǎo)致物體表面溫度場的分布發(fā)生變化。紅外熱像儀可以檢測出被測目標(biāo)表面溫度分布的變化,將這種變化以紅外熱圖序列的形式表現(xiàn)出來。通過對紅外熱圖序列的處理來探測缺陷的信息。可實(shí)現(xiàn)對金屬、非金屬及復(fù)合材料中存在的裂紋、脫粘等缺陷進(jìn)行檢測,具有非接觸、檢測面積大、速度快、在線檢測等優(yōu)點(diǎn)。

短波紅外成像主要基于目標(biāo)反射光成像原理,其成像與可見光灰度圖像特征相似,成像對比度高,目標(biāo)細(xì)節(jié)表達(dá)清晰,在目標(biāo)識別方面,短波紅外成像是熱成像技術(shù)的重要補(bǔ)充;在0.9～1.7um波段內(nèi),激光光源技術(shù)成熟(1.06um.1.55um),這使得短波紅外成像在隱秘主動成像應(yīng)用中具有顯著的對比優(yōu)勢。

紅外應(yīng)用

電子封裝缺陷檢測

在電子器件封裝和服役過程中，由于材料熱膨 脹系數(shù)的不匹配和封裝工藝載荷作用，在器件內(nèi) 部容易出現(xiàn)諸如分層、裂紋和空洞等缺陷。封裝制 造過程中出現(xiàn)的這些缺陷影響產(chǎn)品良率，服役過 程中出現(xiàn)的缺陷嚴(yán)重影響器件的可靠性。因此，及 時(shí)發(fā)現(xiàn)和評估這些缺陷對于提高產(chǎn)品良率和可靠 性具有重要意義。

紅外熱成像技術(shù)具有非接觸性、非破壞性、直觀快速、全視場和較寬的動態(tài)測溫范圍等優(yōu)點(diǎn)，已成功用于電氣設(shè)備、印刷電路板和電子封裝等無損檢測中給物體施加均勻的熱流，若材料的熱性質(zhì)均勻，則材料表面溫度場處處一

致。如果材料中存在與基體材料熱性質(zhì)（尤其是熱導(dǎo)率）不同的缺陷，熱流經(jīng)過缺陷后，會導(dǎo)致缺陷處溫度異常，進(jìn)而影響紅外輻射強(qiáng)度，利用紅外熱像儀進(jìn)行溫度檢測，不同的溫度在紅外熱像上表現(xiàn)為不同的顏色或灰度。因此，分析被檢測物體的表面紅外熱像圖就可以推知材料內(nèi)部的缺陷情況，從而對材料進(jìn)行缺陷檢測和質(zhì)量評估。

注塑件缺陷檢測

注塑成型是塑料制品最常見的成型方法之一， 近年來，隨著注塑制品在航空、航天、通訊產(chǎn)品等 高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，人們對注塑制品的質(zhì)量和 性能的要求越來越高。從而使得對成型工藝監(jiān)控 和控制技術(shù)也都有了更高的要求。

在注塑成型加工過程中，通過紅外熱成像儀對注塑制品進(jìn)行*方位的檢測和熱像采集，紅外熱像數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳送給工藝參數(shù)調(diào)控模塊，對注塑加工過程的工藝參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)控。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、智能地監(jiān)測注塑制品的質(zhì)量水平，以及注塑工藝參數(shù)的智能調(diào)控。

半導(dǎo)體晶片和集成電路芯片缺陷檢測

半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體 之間的材料。半導(dǎo)體在消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、醫(yī)療 儀器等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。常見的半導(dǎo)體材料有硅、 鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導(dǎo)體材料中，在商 業(yè)應(yīng)用上*具有影響力的一種。

由帶隙截止波長決定，半導(dǎo)體材料硅可被1100nm 以上波長的光透視，使得短波紅外成為檢測硅晶圓、硅錠和晶片成品損傷隱裂、 鍵合空洞、背面圖形、雙面對位偏差的*佳選擇，為半導(dǎo)體晶片和集成電路芯片 的缺陷檢測提供了一種無損的檢測方式，大大地提高了檢測效率，改進(jìn)了生產(chǎn) 過程。

使用一臺短波紅外相機(jī)，配合發(fā)射波長在1150nm左右波段的光源，即可進(jìn)行 硅錠或硅磚的內(nèi)部雜質(zhì)和結(jié)構(gòu)的檢測。這是因?yàn)檫@種半導(dǎo)體材料不吸收能量 低、相對波長更長的短波紅外光子，而可見光光子則因具有更高的能量和相對 更短的波長被硅材料吸收，無法透過。這使得使用短波紅外相機(jī)成為半導(dǎo)體檢 測的優(yōu)良檢測工具，可以直接檢測缺陷、雜質(zhì)、孔洞或夾雜。

當(dāng)硅錠進(jìn)一步加工成為晶片時(shí)，硅錠中的雜質(zhì)會對生產(chǎn)設(shè)備造成損害。通過短 波紅外相機(jī)的檢測，則可以有效避免類似的問題，從而確保更高的生產(chǎn)效率。

應(yīng)用價(jià)值

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