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Small LFA467のZoomOptics を用いた半導体デバイスの熱拡散率の測定HyperFlash®

はじめに

エレクトロニクス産業の継続的な発展により、近年、電子部品のサイズは劇的に縮小している。それに関連する問題として、効率の向上がある:部品サイズの縮小は放熱スペースの縮小につながりますが、一方で発生する熱量は増加の一途をたどっています。それを補うために、電子部品は熱伝導率が高く、素早く熱を制御できる必要があります。

LFA 467HyperFlash は、最小の電子部品の熱伝導率測定を可能にします。2MHzの高速データ収集レートにより、非常に薄いサンプルの測定が可能で、特許取得済みのZoomOptics 、ユーザーは関連するサンプル領域のみに焦点を合わせることができます。

サンプルと実験

合計5つの半導体デバイスが調査された:

  • 1 構造なしの銅リードフレーム
  • 構造Aと同一の半導体デバイス2個
  • 構造Bと同一の半導体デバイス2個

半導体デバイスは、Siチップを接続材料(接着剤やはんだなど)で貼り付けた銅リードフレームで構成されている。半導体装置AおよびBは、接続材料に関してのみ異なる。図1は、このようなサンプルの概略図である。

測定はLFA467HyperFlash を用いて室温で行った。試料全体が照らされたが、検出器はZoomOptics を用いて直径3.4 mmにのみ焦点を合わせた(図1参照)。

1) 半導体デバイスの回路図

結果と考察

意味のある結果を得るための基本的な条件は、検出器信号と数学的適合がよく一致することです。サンプルの形状が理想的でないため)信号の最初に放射ピークがあるにもかかわらず、図2に示すように、これはすべての測定に当てはまります。

室温での全サンプルの結果を図3に示す。

構造体なしの銅リードフレームの測定値は、銅の文献値(117 mm²/s [1])と同じでした。構造的に同一の半導体デバイスA-1とA-2の熱拡散率はほとんど異なっておらず、測定の再現性の高さを証明しています(緑色)。

半導体デバイスB-1とB-2では、接続材料が異なるため、熱拡散率がかなり低くなる(赤)。しかし、2つの部品B-1とB-2を比較すると、測定結果に再現性があることがわかります。約5%の差は、B-2の方が接触抵抗が高く、Siチップと銅の熱的接続が弱いことを示している。

2) 半導体デバイスの検出信号と分析適合性
3) 室温における半導体デバイスの熱拡散率

概要

LFA 467HyperFlash withZoomOptics では、small サンプルまたはサンプル内のselect 領域のみを調査することができます。そのため、周辺部や試料の厚みが異なる部分を意図的に除外することができ、測定の精度と結果の意味の両方を大幅に向上させることができます。

Literature

  1. [1]
    Y.S. Touloukian: Thermophysical Properties of Matter -第10巻:熱拡散率; New York (1973)