红外热像仪系统鉴定柔性芯片上的功率分布

应用方案—采用红外热像仪系统鉴定柔性芯片上的功率分布

由于现代微处理器芯片中功耗的增加和功能部件尺寸的减小，封装的功率密度和梯度已经显着提高。半导体芯片的红外热像图已成为一种更加有用的工具，去实时可视化芯片上的热功率分布。通过识别芯片上热点，可以进一步解决与设计、工艺、缺陷相关的晶圆和芯片封装问题。

图为热测试和成像流程图

研究者设计了一个系统来可视化热图并实时预测芯片上的功率分布。这也是首次在现有的，完全受支持的制造测试平台和基础架构之上直接实现红外成像功能，包括硬件支持（主板上烧制，插槽，工具），软件支持基础架构。最重要的是，一旦产品硬件老化，这套系统就可以供多个用户使用，并且可以供多个产品使用。

图为计算流体动力学建模结果（左）和红外热像图（右）之间的比较

这套系统是直接在现有工具上开发灵活的通用热像仪系统，以评估芯片空间温度和功率分布。该系统可用于评估对“快速”事件（例如功率尖峰）的响应，也可以用于验证电迁移和焦耳热效应，以进行全芯片和微型研究。

图为红外热像仪下的芯片热点

这项工作已成功应用于调查服务器高端产品的晶圆探针功率和热问题。除此之外，研究者提出了芯片产品热认证的新概念，具有灵活和高效的特点，并可能替代传统的热测试车认证。该技术可以减少人力，成本和时间，并且仅仅需要最少的自定义和特殊资源来支持。它使我们能够研究各种不均匀的功率模式和条件。

参考资料：

Chenzhou Lian, Marc Knox, Kamal Sikka, et al. Development of a Flexible Chip Infrared (IR) Thermal Imaging System for Product Qualification[C]. 28th IEEE SEMI-THERM Symposium, 2012.