Bevezetés
Az elektronikai ipar folyamatos fejlődésének köszönhetően az elektronikus alkatrészek mérete az elmúlt években drasztikusan csökkent. Ehhez kapcsolódik a hatékonyság javulása: Az alkatrészek méretének csökkenése kevesebb helyet jelent a hőelvezetéshez - miközben a keletkező hő mennyisége egyre nő. Ennek ellensúlyozására az elektronikus alkatrészeknek nagy hővezető képességgel kell rendelkezniük a gyors hőszabályozás érdekében.
Az LFA 467 HyperFlash® lehetővé teszi a legkisebb elektronikus alkatrészek hővezetőképességének mérését. A 2 MHz-es gyors adatgyűjtési sebesség lehetővé teszi a mérést nagyon vékony mintákon, míg a szabadalmaztatott ZoomOptics lehetővé teszi, hogy a felhasználó kizárólag a releváns mintaterületekre fókuszáljon.
Minták és kísérleti
Összesen öt félvezető eszközt vizsgáltak:
- 1 réz ólomkeret szerkezet nélkül
- 2 szerkezetileg azonos félvezető eszköz A szerkezettel
- 2 szerkezetileg azonos félvezető eszköz B szerkezettel
A félvezető eszközök egy réz ólomkeretből állnak, amelyre egy Si chipet helyeztek fel csatlakozó anyaggal (pl. ragasztóval vagy forrasztóval). Az A és B félvezető eszközök csak az összekötő anyag tekintetében különböznek egymástól. Az 1. ábra egy ilyen minta vázlatos ábráját mutatja.
A méréseket az LFA 467 HyperFlash® készülékkel végeztük szobahőmérsékleten. A teljes mintát megvilágítottuk; a detektort azonban a ZoomOptics segítségével csak egy 3,4 mm átmérőjű területre fókuszáltuk, lásd az 1. ábrát.
Eredmények és vita
Az értelmes eredmények alapkövetelménye a jó egyezés a detektorjel és a matematikai illesztés között. A jel elején lévő sugárzási csúcs ellenére (amelyet az okoz, hogy a minta geometriája nem ideális), ez minden mérésre érvényes, amint az a 2. ábrán látható.
Az összes minta szobahőmérsékleten mért eredményeit a 3. ábra mutatja.
A szerkezet nélküli réz ólomkeret mért értéke megegyezett a rézre vonatkozó irodalmi értékkel (117 mm²/s [1]). A szerkezetileg azonos A-1 és A-2 félvezető eszközök hővezetési diffúziója alig tér el egymástól, ami a mérés jó reprodukálhatóságáról tanúskodik (zöld).
A B-1 és B-2 félvezető eszközök a különböző csatlakozóanyag miatt lényegesen alacsonyabb hődiffúziós tényezőt (piros) mutatnak. A két B-1 és B-2 alkatrész összehasonlításakor azonban ismét reprodukálhatóságot találunk a mérési eredményekben. A kb. 5%-os különbség a B-2 esetében nagyobb érintkezési ellenállást és ezáltal gyengébb termikus kapcsolatot jelez a Si chip és a réz között.
Összefoglaló
Az LFA 467 HyperFlash® a ZoomOptics segítségével lehetővé teszi a small minták vagy egy mintán belül csak a select területek vizsgálatát. A peremterületek vagy a minta eltérő vastagságú területei így célzottan kizárhatók, ami jelentősen növeli mind a mérés pontosságát, mind az eredmények értelmezhetőségét.