소개
전자 산업의 지속적인 발전 덕분에 최근 몇 년 동안 전자 부품의 크기가 급격히 줄어들었습니다. 이와 관련된 문제는 효율성의 향상입니다: 부품 크기가 줄어들면 열을 발산할 수 있는 공간이 줄어드는 반면, 발생하는 열의 양은 증가합니다. 이를 보완하기 위해 전자 부품은 빠른 열 제어를 위해 높은 열 전도성을 가져야 합니다.
LFA 467 HyperFlash® 을 사용하면 가장 작은 전자 부품의 열전도도를 측정할 수 있습니다. 2MHz의 빠른 데이터 수집 속도로 매우 얇은 시료도 측정할 수 있으며, 특허 받은 ZoomOptics 기능을 통해 사용자는 관련 시료 영역에만 집중할 수 있습니다.
샘플 및 실험
총 5개의 반도체 소자를 조사했습니다:
- 구조가 없는 구리 리드 프레임 1개
- 구조적으로 동일한 구조의 반도체 소자 2개(구조 A)
- 구조적으로 동일한 구조 B의 반도체 소자 2개
반도체 소자는 구리 리드프레임에 연결 재료(예: 접착제 또는 땜납)를 사용하여 Si 칩을 도포한 것으로 구성됩니다. 반도체 소자 A와 B는 연결 재료만 다릅니다. 그림 1은 이러한 샘플의 회로도를 보여줍니다.
측정은 실온에서 LFA 467 HyperFlash® 을 사용하여 수행했습니다. 전체 샘플에 조명을 비추고 검출기는 ZoomOptics ( 그림 1 참조)를 사용하여 직경 3.4mm에 초점을 맞췄습니다.
결과 및 토론
의미 있는 결과를 얻기 위한 기본 요건은 검출기 신호와 수학적 적합성 간의 일치입니다. 신호 시작 부분의 방사선 피크(샘플 형상이 이상적이지 않아서 발생)에도 불구하고 이는 그림 2와 같이 모든 측정에 적용됩니다.
실온에서 모든 샘플의 결과는 그림 3에 나와 있습니다.
구조물이 없는 구리 리드 프레임의 측정값은 구리에 대한 문헌 값(117mm²/s [1])과 동일했습니다. 구조적으로 동일한 반도체 소자 A-1과 A-2의 열 확산도는 서로 거의 차이가 없으며, 이는 측정의 재현성이 우수하다는 것을 증명합니다(녹색).
반도체 소자 B-1과 B-2는 연결 재료가 다르기 때문에 열 확산도가 상당히 낮습니다(빨간색). 그러나 두 구성 요소 B-1과 B-2를 비교하면 측정 결과에서 재현성을 다시 확인할 수 있습니다. 약 5%의 차이는 B-2의 접촉 저항이 더 높기 때문에 Si 칩과 구리 사이의 열 연결이 더 약하다는 것을 나타냅니다.
요약
LFA 467 HyperFlash® ZoomOptics 을 사용하면 small 샘플 또는 샘플 내 select 영역만 조사할 수 있습니다. 따라서 주변 영역이나 시료 두께가 다른 영역을 의도적으로 제외할 수 있어 측정의 정밀도와 결과의 유의성을 크게 높일 수 있습니다.