Pokrok v miniaturizaci: Tepelná optimalizace pro mikroelektroniku a MEMS nové generace pomocí mikrotermografie
Tepelná optimalizace při vývoji nových mikroelektronických výrobků je stále náročnější a důležitější. Mikroelektromechanické systémy (MEMS) mají v nanotechnologiích rozsáhlý potenciál využití, mezi běžné příklady patří rozpoznávání polohy v mobilních telefonech a jejich využití v airbagu, digitálních fotoaparátech a kardiostimulátorech. Technologie mikroelektromechanických systémů (MEMS) se také stále více využívá v miniaturizované lékařské diagnostice, což nabízí nové možnosti pro pokročilá řešení ve zdravotnictví. Snaha o miniaturizaci ovlivňuje nejen potřebná systémová řešení, ale také vývoj senzorů a řídicích prvků. Vzhledem k tomu, že se složitá elektronika stále zmenšuje a zároveň se zvyšuje její výkon, stává se efektivní řízení tepla stále důležitějším.
Moderní mikroprocesory s hustě integrovanými obvody a tranzistory čelí problémům spojeným s lokalizovanými horkými místy, která mohou snižovat výkon a zkracovat životnost. Tepelná validace je obzvláště obtížná při odhalování těchto horkých míst, zejména pokud jsou uložena pod více kovovými vrstvami nebo v obalech flip-chipů.
Mikrotermografie, která poskytuje vysoce přesnou tepelnou analýzu v mikrometrovém měřítku, nabízí detailní přehled o rozložení teplot ve složitých elektronických sestavách a součástkách a zajišťuje optimální výkon a spolehlivost. Tyto pokročilé termovizní systémy umožňují přesnou analýzu rozložení teploty v součástkách pod napětím a účinně identifikují a sledují horká místa v oblasti snímku. S rozvojem mikroprocesorové technologie, zvyšováním výkonu a snižováním nákladů na výrobu součástek stále roste počet kovových vrstev, zařízení CMOS a hustota propojení v integrovaných obvodech (IC). Tento trend v submikronové technologii komplikuje lokalizaci defektů. Infračervená mikroskopie představuje v této oblasti významnou výhodu, protože vlastní křemík se stává téměř průhledným při vlnových délkách přesahujících jeho pásovou mezeru 1,1 μm. Ačkoli dopanty zvyšují absorpci křemíku, tento efekt se stává významným pouze u silně dopovaných substrátů, což z infračervené mikroskopie činí mocný nástroj pro analýzu složitých elektronických struktur.
Vysoce výkonné infračervené zobrazovací systémy, zejména ty citlivé na střední infračervenou oblast od 2 do 5 µm, tradičně nabízejí neinvazivní zobrazování tepelných emisí z těchto kritických oblastí v reálném čase. Nicméně mají několik nevýhod, včetně vysoké ceny, objemnosti, vyšší spotřeby energie a potřeby kryogenních chladicích systémů, které zvyšují náročnost údržby.
