Úvod
Polyimidové fólie se používají v pružných tištěných obvodech, satelitech a supravodičových zařízeních a také jako izolační nátěrový materiál díky své vynikající odolnosti vůči teplu, nízkým teplotám a záření.
V posledních letech se v důsledku miniaturizace elektronických zařízení neustále zvyšuje poptávka po možnosti stanovit tepelnou difuzivitu vysoce vodivých tenkých vrstev. Při testování tenkých vrstev pomocí analyzátoru s laserem/světelným zábleskem (LFA) však dochází k pohybu zadní teplotní exkurze v extrémně krátkém časovém úseku. V těchto případech konvenční zábleskové analyzátory selhávají při určování tepelné difuzivity kvůli dlouhé šířce impulsu a nízké rychlosti sběru dat.
Prostřednictvím analyzátoru LFA 467 HyperFlash® (obr. 1) lze vyhodnocovat tepelnou difuzivitu a tepelnou vodivost tenkých vrstev díky kratší šířce impulsu (20 μs) a vysoké rychlosti sběru dat (2 MHz) detektoru. Systém umožňuje pomocí mikrokontroléru měnit délku trvání pulzu v rozmezí 10 μs až 1 200 μs. Rychlost sběru dat platí jak pro infračervený detektor, tak pro kanály mapování pulzů (dva nezávislé kanály). Rychlé snímání pulzu je možné při frekvenci 2 MHz, a proto lze zaznamenat množství bodů tvaru pulzu.
Podmínky měření
- Velikost držáku vzorku: 10 mm
- Tloušťka vzorku: 12,5 μm
- Pulzní napětí: 200 V
- Šířka impulzu: 10 μs
- Detektor: MCT
- Teplota: 25 °C
Výsledky měření
Obrázek 2 ukazuje měření na polyimidové fólii potažené zlatem (APICAL NPI, KANEKA Corporation) o tloušťce 12,5 μm při pokojové teplotě s použitím pulzu o šířce 10 μs. Signál detektoru ("tepelná křivka", modrá) a fitovací křivka ("teoretická křivka", červená) jsou ve velmi dobré shodě. Šířka impulsu small je vyznačena krátkým skokem v tepelné křivce. Tepelná difuzivitaTepelná difuzivita (a s jednotkou mm2/s) je specifická vlastnost materiálu, která charakterizuje nestacionární vedení tepla. Tato hodnota popisuje, jak rychle materiál reaguje na změnu teploty.Tepelná difuzivita činí 0,119 mm²/s ±0,001 mm²/s a je v souladu s literárními údaji.
Závěr
Tento příklad skvěle demonstruje měřicí schopnosti přístroje LFA 467 HyperFlash® pro tenké vrstvy v rozsahu tloušťky několika μm. Vysoká rychlost sběru dat a šířka pulzů small umožňují přesné sledování tepelné křivky, což běžné systémy LFA obvykle nedokážou.