锁相红外热成像系统的重要原理可概括为 “调制 - 锁相 - 检测” 的三步流程,即通过调制目标红外辐射,使探测器响应特定相位信号,实现微弱信号的准确提取。第一步调制过程中,系统通过调制器(如机械斩波器、电光调制器)对目标红外辐射进行周期性调制,使目标信号具备特定的频率与相位特征,与环境干扰信号区分开。第二步锁相过程,探测器与参考信号发生器同步工作,探测器对与参考信号相位一致的调制信号产生响应,过滤掉相位不匹配的干扰信号。第三步检测过程,系统对锁相后的信号进行放大、处理,转化为可视化的红外图像。在侦察领域,这一原理的优势尤为明显,战场环境中存在大量红外干扰源(如红外诱饵弹),锁相红外热成像系统通过调制目标(如敌方装备)的红外辐射,使探测器响应特定相位的信号,有效规避干扰,实现对目标的准确识别与追踪。系统通过参考信号与采集信号“相位锁定”,计算出幅值图与相位图;RTTLIT锁相红外热成像系统方案

锁相红外热成像系统的工作原理围绕 “周期性激励与同频信号提取” 构建,是实现弱热信号精细检测的关键。其重要逻辑在于,通过信号发生器向被测目标施加周期性激励(如光、电、热激励),使目标内部存在缺陷或异常的区域,因热传导特性差异,产生与激励频率同步的周期性热响应。红外探测器实时采集目标的红外热辐射信号,此时采集到的信号中混杂着环境温度波动、电磁干扰等大量噪声,信噪比极低。锁相放大器通过引入与激励信号同频同相的参考信号,对采集到的混合信号进行相干检测,保留与参考信号频率一致的热信号成分,从而滤除绝大部分无关噪声。这一过程如同为系统 “装上精细的信号过滤器”,即使目标热信号微弱到为环境噪声的千分之一,也能被有效提取,终实现对目标热分布的精细测量与分析。芯片用锁相红外热成像系统范围致晟 LIT 系统含周期性激励源,适配 IC、IGBT 等多类样品。

苏州致晟光电科技有限公司自主研发的 RTTLIT 系统以高精度ADC(模数转换)芯片检测为例,其内部电路对电激励变化高度敏感,即便0.1%的电流波动,也可能造成局部温度异常,影响缺陷定位和分析结果。通过实时监控系统,可将参数波动控制在0.01%以内,从而有效保障热成像数据的可靠性和准确性。这不仅提升了锁相热成像系统在电子元件检测中的应用价值,也为生产线上的高精度元件质量控制提供了稳定、可控的技术环境,为后续失效分析和工艺优化提供了坚实支撑。
锁相红外技术适配的热像仪类型及主要特点在锁相红外检测场景中,主流适配的热像仪分为制冷型与非制冷型两类,二者在技术参数、工作条件及适用场景上各有侧重,具体特点如下:1.制冷红外相机主要参数:探测波段集中在3-5微米,需搭配专门制冷机,在-196℃的低温环境下运行,以保障探测器的高灵敏度;突出优势:凭借低温制冷技术,其测温精度可精细达20mK,能捕捉极微弱的温度变化信号,适用于对检测精度要求严苛的场景,如半导体芯片深层微小缺陷的热信号探测。致晟 LIT 凭 0.0001℃灵敏度,能捕 IC 栅极漏电这类微小缺陷。

从技术原理层面来看,锁相红外热成像系统建立了一套完整的“热信号捕捉—解析—成像”的工作链路。系统的单元为高性能红外探测器,例如 RTTLIT P20 所搭载的 100Hz 高频深制冷型红外探测器,能够在中波红外波段对极其微弱的热辐射进行高灵敏度捕捉。这种深制冷设计降低了本底噪声,使得原本容易被掩盖的细小温度差异得以清晰呈现。与此同时,设备还融合了 InGaAs 微光显微镜模块,从而在一次检测过程中同时实现热辐射信号与光子发射的协同观测。双模信息的叠加不仅提升了缺陷识别的准确性,也为复杂电路中的多维度失效机理分析提供了坚实依据。通过这种架构,工程师能够在不破坏样品的前提下,对潜在缺陷进行更直观和深入的探测,进而为后续的工艺优化和可靠性验证提供科学支撑。温度分辨率可达 0.0001°C,细微变化尽收眼底。低温热锁相红外热成像系统用途
结合显微光学,实现微米级热图像。RTTLIT锁相红外热成像系统方案
尽管锁相红外技术在检测领域具有优势,但受限于技术原理,它仍存在两项局限性,需要在实际应用中结合场景需求进行平衡。首先,局限性是 “系统复杂度较高”:由于锁相红外技术需要对检测对象施加周期性热激励,因此必须额外设计专门的热激励装置 —— 不同的检测对象(如半导体芯片、复合材料等)对激励功率、频率、方式的要求不同,需要针对性定制激励方案,这不仅增加了设备的整体成本,也提高了系统搭建与调试的难度,尤其在多场景切换检测时,需要频繁调整激励参数,对操作人员的技术水平提出了更高要求。RTTLIT锁相红外热成像系统方案