Εισαγωγή
Χάρη στη συνεχή ανάπτυξη της ηλεκτρονικής βιομηχανίας, το μέγεθος των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων έχει μειωθεί δραστικά τα τελευταία χρόνια. Ένα συναφές ζήτημα ήταν η βελτίωση της αποδοτικότητας: Η μείωση του μεγέθους των εξαρτημάτων μεταφράζεται σε λιγότερο χώρο για την απαγωγή θερμότητας - ενώ η ποσότητα της παραγόμενης θερμότητας αυξάνεται. Για να αντισταθμιστεί, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα πρέπει να έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα για γρήγορο έλεγχο της θερμότητας.
Το LFA 467 HyperFlash® επιτρέπει μετρήσεις θερμικής αγωγιμότητας στο smallest των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Ο γρήγορος ρυθμός συλλογής δεδομένων των 2 MHz καθιστά δυνατή τη μέτρηση σε πολύ λεπτά δείγματα, ενώ το πατενταρισμένο ZoomOptics επιτρέπει στο χρήστη να εστιάζει αποκλειστικά στις σχετικές περιοχές του δείγματος.
Δείγματα και πειραματικά
Ερευνήθηκαν συνολικά πέντε διατάξεις ημιαγωγών:
- 1 χάλκινο πλαίσιο μολύβδου χωρίς δομή
- 2 δομικά πανομοιότυπες διατάξεις ημιαγωγών με δομή Α
- 2 δομικά πανομοιότυπες διατάξεις ημιαγωγών με δομή Β
Οι διατάξεις ημιαγωγών αποτελούνται από ένα χάλκινο πλαίσιο μολύβδου πάνω στο οποίο εφαρμόστηκε ένα τσιπ Si μέσω υλικού σύνδεσης (π.χ. κόλλα ή συγκόλληση). Οι διατάξεις ημιαγωγών Α και Β διαφέρουν μόνο ως προς το υλικό σύνδεσης. Στο σχήμα 1 παρουσιάζεται το σχηματικό διάγραμμα ενός τέτοιου δείγματος.
Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με το LFA 467 HyperFlash® σε θερμοκρασία δωματίου. Ολόκληρο το δείγμα φωτιζόταν- ο ανιχνευτής, ωστόσο, εστιάστηκε σε διάμετρο μόνο 3,4 mm μέσω του ZoomOptics , βλέπε σχήμα 1.
Αποτελέσματα και συζήτηση
Η βασική προϋπόθεση για ουσιαστικά αποτελέσματα είναι η καλή συμφωνία μεταξύ του σήματος του ανιχνευτή και της μαθηματικής προσαρμογής. Παρά την αιχμή ακτινοβολίας στην αρχή του σήματος (που οφείλεται στο γεγονός ότι η γεωμετρία του δείγματος δεν είναι ιδανική), αυτό ισχύει για όλες τις μετρήσεις, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.
Τα αποτελέσματα όλων των δειγμάτων σε θερμοκρασία δωματίου απεικονίζονται στο σχήμα 3.
Η μετρούμενη τιμή του πλαισίου μολύβδου χαλκού χωρίς δομή ήταν ίδια με τη βιβλιογραφική τιμή για το χαλκό (117 mm²/s [1]). Η θερμική διαχυτότητα των δομικά πανομοιότυπων ημιαγωγικών διατάξεων Α-1 και Α-2 διαφέρει ελάχιστα μεταξύ τους, γεγονός που πιστοποιεί την καλή αναπαραγωγιμότητα της μέτρησης (πράσινο).
Οι διατάξεις ημιαγωγών Β-1 και Β-2 αποδίδουν σημαντικά χαμηλότερη θερμική διαχυτότητα (κόκκινο) λόγω διαφορετικού υλικού σύνδεσης. Ωστόσο, όταν συγκρίνει κανείς τα δύο στοιχεία B-1 και B-2, θα διαπιστώσει και πάλι αναπαραγωγιμότητα στα αποτελέσματα των μετρήσεων. Η διαφορά του 5% περίπου υποδηλώνει υψηλότερη αντίσταση επαφής για το Β-2 και συνεπώς ασθενέστερη θερμική σύνδεση μεταξύ του τσιπ Si και του χαλκού.
Περίληψη
Το LFA 467 HyperFlash® με ZoomOptics επιτρέπει τη διερεύνηση δειγμάτων small ή μόνο περιοχών select εντός ενός δείγματος. Έτσι, μπορούν να αποκλειστούν σκόπιμα περιφερειακές περιοχές ή περιοχές με διαφορετικό πάχος δείγματος, αυξάνοντας σημαντικά τόσο την ακρίβεια της μέτρησης όσο και τη σημασία των αποτελεσμάτων της.