Johdanto
Polyimidikalvoja käytetään joustavissa painetuissa piireissä, satelliiteissa ja suprajohteisiin perustuvissa laitoksissa sekä eristävänä pinnoitemateriaalina, koska ne kestävät erinomaisesti lämpöä, alhaisia lämpötiloja ja säteilyä.
Viime vuosina tarve määrittää hyvin johtavien ohuiden kalvojen lämpödiffuusiokyky on kasvanut jatkuvasti elektronisten laitteiden pienentymisen vuoksi. Testattaessa ohutkalvoja laser-/valosalama-analysaattorilla (LFA) syntyy kuitenkin erittäin lyhyessä ajassa takalämpötilan siirtymä. Näissä tapauksissa tavanomaiset salama-analysaattorit epäonnistuvat lämpödiffuusiokyvyn määrittämisessä pitkän pulssinleveyden ja alhaisen tiedonkeruunopeuden vuoksi.
LFA 467 HyperFlash® (kuva 1) avulla voidaan arvioida ohuiden kalvojen lämpödiffuusiokykyä ja lämmönjohtavuutta detektorin lyhyemmän pulssinleveyden (20 μs) ja korkean tiedonkeruunopeuden (2 MHz) ansiosta. Järjestelmä mahdollistaa pulssin keston vaihtelun 10 μs:n ja 1200 μs:n välillä mikrokontrollerin avulla. Tiedonkeruunopeus koskee sekä IR-ilmaisinta että pulssikartoituskanavia (kaksi itsenäistä kanavaa). Pulssin nopea skannaaminen on mahdollista 2 MHz:n taajuudella, joten pulssin muotoa koskevia pisteitä voidaan tallentaa useita.
Mittausolosuhteet
- Näytteenpitimen koko: 10 mm
- Näytteen paksuus: 12,5 μm
- Pulssijännite: 200 V
- Pulssin leveys: 10 μs
- Ilmaisin: MCT
- Lämpötila: 25 °C
Mittaustulokset
Kuvassa 2 on mittaus kultapinnoitetulle polyimidikalvolle (APICAL NPI, KANEKA Corporation), jonka paksuus on 12,5 μm huoneenlämmössä, käyttäen 10 μs:n pulssin leveyttä. Ilmaisimen signaali ("lämpökäyrä", sininen) ja sovituskäyrä ("teoreettinen käyrä", punainen) ovat erittäin hyvässä sopusoinnussa. small pulssin leveys näkyy lämpökäyrässä olevana lyhyenä piikkinä. LämpöhajoavuusLämpödiffuusiokyky (a, yksikkö mm2/s) on materiaalikohtainen ominaisuus, jolla voidaan luonnehtia epävakaata lämmönjohtumista. Tämä arvo kuvaa sitä, kuinka nopeasti materiaali reagoi lämpötilan muutokseen.Terminen diffuusiokyky on 0,119 mm²/s ±0,001 mm²/s ja vastaa kirjallisuustietoja.
Päätelmä
Tämä esimerkki havainnollistaa erinomaisesti LFA 467 HyperFlash® -laitteen mittauskykyä ohuille kalvoille, joiden paksuus on joitakin μm. Suuri tiedonkeruunopeus ja small pulssin leveys mahdollistavat lämpökäyrän tarkan seurannan, jota ei yleensä voida toteuttaa tavanomaisilla LFA-järjestelmillä.