Introducción
Las películas de poliimida se utilizan en circuitos impresos flexibles, satélites e instalaciones superconductoras, y también como material de revestimiento aislante debido a su resistencia superior al calor, las bajas temperaturas y la radiación.
En los últimos años, la demanda de poder determinar la difusividad térmica de películas finas altamente conductoras no ha dejado de aumentar debido a la miniaturización de los dispositivos electrónicos. Sin embargo, cuando se prueban películas delgadas con el analizador de destello de luz/láser (LFA), se genera un movimiento de excursión de temperatura posterior en un período de tiempo extremadamente corto. En estos casos, los analizadores de flash convencionales fallan en la determinación de la difusividad térmica debido al largo ancho de pulso y a la baja tasa de adquisición de datos.
Mediante el LFA 467 HyperFlash® (figura 1), se puede evaluar la difusividad térmica y la conductividad térmica de películas delgadas debido a la menor anchura de pulso (20 μs) y a la alta velocidad de adquisición de datos (2 MHz) del detector. El sistema permite variar la duración del pulso entre 10 μs y 1200 μs mediante un microcontrolador. La velocidad de adquisición de datos se aplica tanto al detector IR como a los canales de mapeo del pulso (dos canales independientes). La exploración rápida del pulso se hace posible con una frecuencia de 2 MHz y, por lo tanto, se pueden registrar multitud de puntos de la forma del pulso.
Condiciones de medición
- Tamaño del portamuestras: 10 mm
- Grosor de la muestra: 12,5 μm
- Tensión de impulso: 200 V
- Ancho de pulso: 10 μs
- Detector: MCT
- Temperatura: 25 °C
Resultados de las mediciones
La figura 2 muestra una medición en una película de poliimida recubierta de oro (APICAL NPI, KANEKA Corporation) con un grosor de 12,5 μm a temperatura ambiente utilizando una anchura de pulso de 10 μs. La señal del detector ("curva térmica", azul) y la curva de ajuste ("curva teórica", rojo) concuerdan muy bien. La anchura de pulso de small se indica por el pico corto en la curva térmica. La difusividad térmica es de 0,119 mm²/s ±0,001 mm²/s y coincide con los datos de la bibliografía.
Conclusión
Este ejemplo hace un excelente trabajo de demostración de la capacidad de medición del LFA 467 HyperFlash® para películas delgadas dentro del rango de espesor de algunos μm. La alta velocidad de adquisición de datos y el ancho de pulso de small permiten una monitorización precisa de la curva térmica, que normalmente no se puede lograr con los sistemas LFA convencionales.