Aikatoimialueen lämpöheijastavuuden analysaattori

Ohuiden kalvojen, joiden paksuus on nanometrin luokkaa, lämpödiffuusiokyvyn ja lämmönjohtavuuden määrittämiseksi

LFA-menetelmää voidaan tyypillisesti käyttää näytteisiin, joiden paksuus on 0,1-6 mm. Elektronisten laitteiden jatkuvasti kehittyvän suunnittelun ja siihen liittyvän tehokkaan lämmönhallinnan vaatimuksen vuoksi on kuitenkin tärkeämpää kuin koskaan, että lämpödiffuusiokyky, LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus ja siirtymäkontaktin resistanssi voidaan mitata tarkasti nanometrin alueella. Tällä sovellusalueella materiaalien paksuus vaihtelee 10 nm:stä 20 µm:iin. Ne voivat olla faasimuutosvarastoja (PCM), lämpösähköisiä ohuita kalvoja, valodiodeja (LED), dielektrisiä rajapintakerroksia tai jopa läpinäkyviä johtavia kalvoja (TCF).

Aikatoimialueen lämpöheijastavuusanalysaattorit

Tutustu NETZSCH TDTR-laitteiden valikoimaan

NETZSCH TDTR-välineiden edut

NETZSCH TDTR-analysaattorit (Time Domain Thermoreflectance) mahdollistavat erittäin ohuiden kalvojen ja rajapintojen, joiden paksuus vaihtelee muutamasta nanometristä kymmeniin mikrometreihin, tarkan ja rikkomattoman lämpökuvauksen. Käyttämällä ultranopeita laserpulsseja nämä analysaattorit tuottavat minuuteissa tarkkoja tietoja lämpödiffuusiosta, lämmönjohtavuudesta ja rajapinnan lämpöresistanssista - jopa herkistä tai kuvioiduista näytteistä.

  • Erittäin ohuiden kalvojen mittaus
    Tarkat lämpödiffuusiokyvyn/lämmönjohtavuuden tulokset muutamasta nanometristä kymmenien mikrometrien paksuisiin kerroksiin.
  • Kosketukseton ja rikkomukseton
    Ultranopea laserlämmitys/-havaitseminen säilyttää herkät pinnat.
  • RF- ja FF-konfiguraatiot
    NanoTR ja PicoTR voidaan konfiguroida sekä RF- (takakuumennus/etupuolen havaitseminen) että FF-mittauksia (etukuumennus/etupuolen havaitseminen) varten.
  • Monipuolinen
    Toimii läpinäkymättömien ja läpinäkyvien näytteiden kanssa etu- tai takakuumennus- / etutunnistustilojen avulla.
  • Nopea ja kattava
    Määrittää lämpödiffuusiokyvyn, lämmönjohtavuuden ja rajapinnan lämpöresistanssin muutamassa minuutissa.
  • Standardoitu ja luotettava
    JIS R 1689/1690 -standardin mukaiset jäljitettävät tulokset.
  • Laajin paksuusalue: Yhdessä LFA-laitteidemme kanssa pystymme tarjoamaan ratkaisuja kaikkeen nanometrin ohuista kalvoista millimetrin kokoisiin bulkkimateriaaleihin.
Pitkä käyttöikä
Laadukas laite yhdistettynä varaosien pitkäaikaiseen saatavuuteen
Aina sinua varten
Suora yhteys NETZSCH -asiantuntijoihin huollosta, laboratoriosta ja koulutuksesta
Proven Excellence palveluksessa
Tuemme NETZSCH -laitettasi koko sen elinkaaren ajan

TDTR-menetelmän periaate

Kaavio, joka kuvaa TDTR-järjestelyä läpinäkyvillä alustoilla olevien ohuiden kalvojen lämpödiffuusiokyvyn mittaamiseksi.
Kuva: Lämpöheijastavuuden mittausjärjestely
Kaavio, joka kuvaa lämpölevitysaikoja eri lämpöanalyysilaitteilla ja jossa korostuvat LFA HyperFlash® ja PicoTR -tehokkuudet.
Kuva: NanoTR ja PicoTR voidaan käyttää termisen diffuusiokyvyn määrittämiseen nanometrin paksuusalueella

Lämpöheijastavuus pulssivalolämmityksellä

Toisin kuin tavanomaisessa laser-salamamenetelmässä, tässä menetelmässä ei käytetä infrapuna-anturia mittaamaan näytteen lämpötilan nousua lyhyen laserpulssin jälkeen. Sen sijaan mittaussignaalin (jännitteenmuutos) tuottamiseen käytetään pinnan lämpötilasta riippuvaa heijastuskykyä.

Ohutkalvo kuumennetaan lyhyellä laserpulsseilla (pumppulaser). Samaan aikaan ylimääräinen laser (koettimen laser) jätetään jatkuvasti päälle. Koettimen laservalo heijastuu kalvon pinnasta ilmaisimeen. Ilmaisimessa tapahtuvan jännitteen muutoksen absoluuttinen arvo on verrannollinen kalvon pinnan lämpötilan muutokseen. Jännitteen muutoksen perusteella tehtävällä mallilaskelmalla saadaan ohuiden kalvojen lämmön diffuusioaika ja lämpödiffuusiokyky.

Lämmön diffuusioaika (t) on riippuvainen paksuudesta (d) ja lämpödiffuusiokyvystä (a). Mahdolliset lämpödiffuusioaikojen vaihteluvälit näkyvät kuvassa 1. Esimerkiksi LFA 467:n alaraja on ~500 µs, mikä on verrattavissa kuparilevyyn, jonka paksuus on 200 µm. Sitä vastoin PicoTR (pikosekunnin lämpöheijastuslaite) pystyy mittaamaan molybdeenikalvon, jonka paksuus on 100 nm. Sovelluksissa, jotka sijoittuvat LFA: n ja PicoTRvälissä, kustannustehokkaampi NanoTR (nanosekunnin lämpöheijastuslaite) on saatavilla.

Ohuiden kalvojen lämmönhallinta

Japanissa toimiva National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) vastasi jo 90-luvun alussa teollisuuden tarpeisiin kehittämällä "pulssivalolla lämmittävän lämpöheijastusmenetelmän". PicoTherm Corporation perustettiin vuonna 2008, jolloin lanseerattiin nanosekunnin lämpöheijastuslaite "NanoTR" ja pikosekunnin lämpöheijastuslaite "PicoTR", joiden avulla voidaan mitata absoluuttisesti ohuiden kalvojen lämpöheijastavuutta useiden kymmenien mikrometrien paksuusalueella aina nanometrien alueelle asti.

Lokakuussa 2020 PicoTherm liittyi NETZSCH -konserniin NETZSCH Japanin tytäryhtiönä. Yhdessä LFA-järjestelmiemme kanssa PicoThermin tuotevalikoima mahdollistaa sen, että NETZSCH voi nyt tarjota ratkaisuja kaikkeen nanometrin ohuista kalvoista millimetrien bulkkimateriaaleihin.

Usein kysytyt kysymykset

Termoreflektanssin sovellukset

Lämpövirran hallinta nykyaikaisissa laitteissa alkaa ymmärtämällä, miten ohuet kalvot ja rajapinnat käyttäytyvät. NETZSCH NanoTR ja PicoTR -analysaattorit käyttävät TDTR-menetelmää (Time Domain Thermoreflectance), jonka avulla voidaan mitata tarkasti ja kosketuksetta lämpödiffuusiokykyä, lämmönjohtavuutta ja rajapinnan lämpöresistanssia kalvoissa, joiden paksuus vaihtelee muutamasta nanometristä useisiin mikrometreihin. Olipa kyse seuraavan sukupolven mikroelektroniikan kehittämisestä, LEDien tehokkuuden parantamisesta tai akkumateriaalien optimoinnista, nämä laitteet antavat tarvittavat tiedot, jotta voit suunnitella materiaaleja ja järjestelmiä, joilla on ylivoimainen lämpösuorituskyky.

Tyypillisiä sovelluksia ovat mm:

  • LED- ja laserlaitteet
    • Epitaksikerrosten ja substraattien lämmönjohtavuuden mittaus
    • Rajapintaresistanssin analysointi lämpöä levittäviä kerroksia varten
  • Ohutkalvopinnoitteet
    • Optisten pinnoitteiden, kovien pinnoitteiden ja suojakerrosten lämpökäyttäytyminen
    • Kerrosten tasalaatuisuuden todentaminen kiekoilla tai substraateilla
  • Lämpösähköiset materiaalit
    • Ohutkalvojen lämpösähköisten elementtien arviointi hyötysuhteen optimointia varten
  • Tiedon tallennus ja fotoniikka
    • Lämmönhallinta magneettisissa tallennuskerroksissa ja fotonisissa komponenteissa
  • Akku- ja energiamateriaalit
    • Ohuiden elektrodipinnoitteiden, erottimien ja kiinteiden elektrolyyttikerrosten lämpöominaisuudet
  • Tutkimus ja kehitys
    • Nanoteknologian materiaaliseulonta, kehittyneet komposiitit ja uudet toiminnalliset kalvot
    • Rajapinnan lämpöresistanssitutkimukset (Kapitza-resistanssi) monikerroksisissa järjestelmissä

Media ja koulutus

Videoita aikatason lämpöheijastavuusmenetelmästä (Time Domain Thermoreflectance Method)

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Tutustu pulssivalotermoreflektanssin perusperiaatteeseen, sen sovelluksiin, tyypillisiin näytteisiin, näytteiden valmisteluun ja sovellusalueisiin.

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Tässä webinaarissa esittelemme aikatason lämpöheijastusmenetelmien perusteet ja käsittelemme yleistä laitekokoonpanoa nanometrin ohuiden kalvojen mittausta varten.

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Teorian perusteet ja tietojen analysointi: Nanometrin paksuusalueella olevien näytteiden termoreflektanssimenetelmät.

Konsultointi & myynti

Onko sinulla lisäkysymyksiä välineestä tai menetelmästä? Haluaisitko puhua myyntiedustajan kanssa?

Palvelu & tuki

Onko sinulla jo laite ja tarvitset teknistä tukea tai varaosia?

Usein kysytyt kysymykset NETZSCH palvelusta

Kasa valkoisia kirjekuoria, jotka on pinottu satunnaisesti ja jotka symboloivat viestintää ja kirjeenvaihtoa.

Tilaa uutiskirjeemme

Tutustu lämpöanalyysin uusiin sovelluksiin ja suuntauksiin.

Tilaa nyt
AI Overview
An error occurred. Please try again.