Introducción
Gracias al continuo desarrollo de la industria electrónica, el tamaño de los componentes electrónicos se ha reducido drásticamente en los últimos años. Una cuestión relacionada ha sido la mejora de la eficiencia: La reducción del tamaño de los componentes se traduce en menos espacio para disipar el calor, mientras que la cantidad de calor que se genera va en aumento. Para compensar, los componentes electrónicos deben tener una alta conductividad térmica para controlar rápidamente el calor.
El LFA 467 HyperFlash® permite medir la conductividad térmica de los componentes electrónicos más pequeños. Su rápida velocidad de adquisición de datos de 2 MHz hace posible la medición en muestras muy finas, mientras que el ZoomOptics patentado permite al usuario centrarse exclusivamente en las áreas relevantes de la muestra.
Muestras y experimentos
En total se investigaron cinco dispositivos semiconductores:
- 1 marco de plomo de cobre sin estructura
- 2 dispositivos semiconductores estructuralmente idénticos con estructura A
- 2 dispositivos semiconductores estructuralmente idénticos con estructura B
Los dispositivos semiconductores consisten en un marco de cobre sobre el que se ha aplicado un chip de Si mediante material de conexión (por ejemplo, adhesivo o soldadura). Los dispositivos semiconductores A y B difieren únicamente en el material de conexión. La figura 1 muestra el esquema de una muestra de este tipo.
Las mediciones se realizaron con el LFA 467 HyperFlash® a temperatura ambiente. Se iluminó toda la muestra; el detector, sin embargo, se enfocó en un diámetro de sólo 3,4 mm mediante el ZoomOptics , véase la figura 1.
Resultados y debate
El requisito básico para obtener resultados significativos es una buena concordancia entre la señal del detector y el ajuste matemático. A pesar del pico de radiación al principio de la señal (causado por el hecho de que la geometría de la muestra no es ideal), esto se aplica a todas las mediciones, como se muestra en la figura 2.
En la figura 3 se muestran los resultados de todas las muestras a temperatura ambiente.
El valor medido del marco de plomo de cobre sin estructura fue idéntico al valor de la bibliografía para el cobre (117 mm²/s [1]). La difusividad térmica de los dispositivos semiconductores A-1 y A-2, estructuralmente idénticos, apenas difiere entre sí, lo que da fe de la buena reproducibilidad de la medición (verde).
Los dispositivos semiconductores B-1 y B-2 presentan una difusividad térmica considerablemente inferior (rojo) debido a un material de conexión diferente. Sin embargo, al comparar los dos componentes B-1 y B-2, se vuelve a encontrar reproducibilidad en los resultados de la medición. La diferencia de aproximadamente un 5% indica una mayor Resistencia de contactoAccording to the second law of thermodynamics, heat transfer between two systems always moves in the direction from higher to lower temperatures. The amount of thermal energy transferred by heat conduction, e.g., through a wall of a building, is influenced by the thermal resistances of the concrete wall and the insulation layer.resistencia de contacto para B-2 y, por tanto, una conexión térmica más débil entre el chip de Si y el cobre.
Resumen
El LFA 467 HyperFlash® con ZoomOptics permite investigar muestras small o sólo zonas select dentro de una muestra. De este modo, pueden excluirse intencionadamente zonas periféricas o zonas con un grosor de muestra diferente, lo que aumenta considerablemente tanto la precisión de la medición como el significado de sus resultados.