Εισαγωγή
Οι μεμβράνες πολυιμιδίου χρησιμοποιούνται σε εύκαμπτα τυπωμένα κυκλώματα, δορυφόρους και εγκαταστάσεις υπεραγωγών, καθώς και ως μονωτικό υλικό επικάλυψης λόγω της ανώτερης αντοχής τους στη θερμότητα, τις χαμηλές θερμοκρασίες και την ακτινοβολία.
Τα τελευταία χρόνια, η ζήτηση για τη δυνατότητα προσδιορισμού της θερμικής διαχυτότητας των λεπτών υμενίων υψηλής αγωγιμότητας αυξάνεται σταθερά λόγω της σμίκρυνσης των ηλεκτρονικών συσκευών. Ωστόσο, κατά τη δοκιμή λεπτών υμενίων με τον αναλυτή λέιζερ/φωτοβολίδα (LFA), δημιουργείται μια κίνηση απόκλισης της θερμοκρασίας προς τα πίσω μέσα σε εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι συμβατικοί αναλυτές λάμψης αποτυγχάνουν στον προσδιορισμό της θερμικής διαχυτότητας λόγω του μεγάλου πλάτους παλμού και του χαμηλού ρυθμού συλλογής δεδομένων.
Μέσω του LFA 467 HyperFlash® (σχήμα 1), η αξιολόγηση της θερμικής διαχυτότητας και της θερμικής αγωγιμότητας λεπτών υμενίων μπορεί να αξιολογηθεί λόγω του μικρότερου πλάτους παλμού (20 μs) και του υψηλού ρυθμού συλλογής δεδομένων (2 MHz) του ανιχνευτή. Το σύστημα επιτρέπει τη μεταβολή της διάρκειας του παλμού μεταξύ 10 μs και 1200 μs μέσω μικροελεγκτή. Ο ρυθμός απόκτησης δεδομένων ισχύει τόσο για τον ανιχνευτή IR όσο και για τα κανάλια χαρτογράφησης παλμών (δύο ανεξάρτητα κανάλια). Η γρήγορη σάρωση του παλμού καθίσταται δυνατή με συχνότητα 2 MHz και, επομένως, μπορεί να καταγραφεί πλήθος σημείων για τη μορφή του παλμού.
Συνθήκες μέτρησης
- Μέγεθος υποδοχής δείγματος: 10 mm
- Πάχος δείγματος: 12,5 μm
- Τάση παλμού: 200 V
- Πλάτος παλμού: 10 μs
- Ανιχνευτής: MCT
- Θερμοκρασία: 25°C
Αποτελέσματα μέτρησης
Στο Σχήμα 2 παρουσιάζεται μια μέτρηση σε ένα φιλμ πολυιμιδίου με επικάλυψη χρυσού (APICAL NPI, KANEKA Corporation) πάχους 12,5 μm σε θερμοκρασία δωματίου με χρήση παλμού πλάτους 10 μs. Το σήμα του ανιχνευτή ("θερμική καμπύλη", μπλε) και η καμπύλη προσαρμογής ("θεωρητική καμπύλη", κόκκινο) βρίσκονται σε πολύ καλή συμφωνία. Το εύρος του παλμού small υποδεικνύεται από τη σύντομη αιχμή στη θερμική καμπύλη. Η θερμική διαχυτότητα ανέρχεται σε 0,119 mm²/s ±0,001 mm²/s και είναι σύμφωνη με τα βιβλιογραφικά δεδομένα.
Συμπέρασμα
Αυτό το παράδειγμα αποδεικνύει άριστα την ικανότητα μέτρησης του LFA 467 HyperFlash® για λεπτά υμένια με πάχος μερικών μm. Ο υψηλός ρυθμός συλλογής δεδομένων και το εύρος παλμού small επιτρέπουν την ακριβή παρακολούθηση της θερμικής καμπύλης, η οποία συνήθως δεν μπορεί να επιτευχθεί από τα συμβατικά συστήματα LFA.