Wprowadzenie
Dzięki ciągłemu rozwojowi przemysłu elektronicznego, rozmiar komponentów elektronicznych drastycznie zmniejszył się w ostatnich latach. Związaną z tym kwestią jest poprawa wydajności: Zmniejszenie rozmiaru komponentów przekłada się na mniej miejsca na odprowadzanie ciepła - podczas gdy ilość generowanego ciepła rośnie. Aby to zrekompensować, komponenty elektroniczne muszą mieć wysoką przewodność cieplną w celu szybkiej kontroli ciepła.
LFA 467 HyperFlash® umożliwia pomiary przewodności cieplnej na smallest komponentów elektronicznych. Szybka akwizycja danych z częstotliwością 2 MHz umożliwia pomiary na bardzo cienkich próbkach, a opatentowana funkcja ZoomOptics pozwala użytkownikowi skupić się wyłącznie na odpowiednich obszarach próbki.
Próbki i eksperymenty
Łącznie zbadano pięć urządzeń półprzewodnikowych:
- 1 miedziana ramka ołowiowa bez struktury
- 2 strukturalnie identyczne urządzenia półprzewodnikowe o strukturze A
- 2 strukturalnie identyczne urządzenia półprzewodnikowe o strukturze B
Urządzenia półprzewodnikowe składają się z miedzianej ramki wyprowadzeniowej, na którą nałożono układ Si za pomocą materiału łączącego (np. kleju lub lutu). Urządzenia półprzewodnikowe A i B różnią się jedynie materiałem łączącym. Rysunek 1 przedstawia schemat takiej próbki.
Pomiary przeprowadzono za pomocą urządzenia LFA 467 HyperFlash® w temperaturze pokojowej. Cała próbka była oświetlona; detektor był jednak skupiony na średnicy tylko 3,4 mm za pomocą ZoomOptics , patrz rysunek 1.
Wyniki i dyskusja
Podstawowym warunkiem uzyskania znaczących wyników jest dobra zgodność między sygnałem detektora a dopasowaniem matematycznym. Pomimo piku promieniowania na początku sygnału (spowodowanego faktem, że geometria próbki nie jest idealna), dotyczy to wszystkich pomiarów, jak pokazano na rysunku 2.
Wyniki wszystkich próbek w temperaturze pokojowej przedstawiono na rysunku 3.
Zmierzona wartość miedzianej ramy ołowianej bez struktury była identyczna z wartością literaturową dla miedzi (117 mm²/s [1]). Dyfuzyjność cieplna identycznych strukturalnie urządzeń półprzewodnikowych A-1 i A-2 prawie nie różni się od siebie, co świadczy o dobrej powtarzalności pomiaru (kolor zielony).
Urządzenia półprzewodnikowe B-1 i B-2 dają znacznie niższą dyfuzyjność cieplną (czerwony) ze względu na inny materiał łączący. Jednak porównując dwa komponenty B-1 i B-2, ponownie można znaleźć powtarzalność wyników pomiarów. Różnica około 5% wskazuje na wyższą rezystancję styku dla B-2, a tym samym słabsze połączenie termiczne między chipem Si a miedzią.
Podsumowanie
LFA 467 HyperFlash® z ZoomOptics umożliwia badanie próbek small lub tylko select obszarów w próbce. W ten sposób można celowo wykluczyć obszary peryferyjne lub obszary o różnej grubości próbki, znacznie zwiększając zarówno precyzję pomiaru, jak i znaczenie jego wyników.