Wprowadzenie
Folie poliimidowe są stosowane w elastycznych obwodach drukowanych, satelitach i urządzeniach nadprzewodnikowych, a także jako izolacyjny materiał powłokowy ze względu na doskonałą odporność na ciepło, niską temperaturę i promieniowanie.
W ostatnich latach, ze względu na miniaturyzację urządzeń elektronicznych, zapotrzebowanie na możliwość określenia dyfuzyjności cieplnej cienkich warstw o wysokiej przewodności stale rosło. Jednak podczas testowania cienkich warstw za pomocą analizatora laserowego / błysku światła (LFA), ruch tylnej temperatury jest generowany w bardzo krótkim czasie. W takich przypadkach konwencjonalne analizatory błyskowe nie są w stanie określić dyfuzyjności termicznej ze względu na długą szerokość impulsu i niską szybkość akwizycji danych.
Za pomocą LFA 467 HyperFlash® (rysunek 1) można ocenić dyfuzyjność cieplną i przewodność cieplną cienkich warstw dzięki krótszej szerokości impulsu (20 μs) i wysokiej szybkości akwizycji danych (2 MHz) detektora. System umożliwia zmianę czasu trwania impulsu w zakresie od 10 μs do 1200 μs za pomocą mikrokontrolera. Szybkość akwizycji danych dotyczy zarówno detektora podczerwieni, jak i kanałów mapowania impulsów (dwa niezależne kanały). Szybkie skanowanie impulsu staje się możliwe przy częstotliwości 2 MHz, dzięki czemu można zarejestrować wiele punktów kształtu impulsu.
Warunki pomiaru
- Rozmiar uchwytu próbki: 10 mm
- Grubość próbki: 12,5 μm
- NapięcieOdkształcenie opisuje deformację materiału, który jest obciążony mechanicznie przez siłę zewnętrzną lub naprężenie. Mieszanki gumowe wykazują właściwości pełzania, jeśli zastosowane zostanie obciążenie statyczne.Napięcie impulsu: 200 V
- Szerokość impulsu: 10 μs
- Detektor: MCT
- Temperatura: 25°C
Wyniki pomiarów
Rysunek 2 przedstawia pomiar na pokrytej złotem folii poliimidowej (APICAL NPI, KANEKA Corporation) o grubości 12,5 μm w temperaturze pokojowej przy szerokości impulsu 10 μs. Sygnał detektora ("krzywa termiczna", niebieska) i krzywa dopasowania ("krzywa teoretyczna", czerwona) są bardzo zgodne. Szerokość impulsu small jest wskazywana przez krótki skok na krzywej termicznej. Dyfuzyjność termicznaDyfuzyjność cieplna (a z jednostką mm2/s) to specyficzna dla materiału właściwość charakteryzująca niestałe przewodzenie ciepła. Wartość ta opisuje, jak szybko materiał reaguje na zmianę temperatury.Dyfuzyjność termiczna wynosi 0,119 mm²/s ±0,001 mm²/s i jest zgodna z danymi literaturowymi.
Wnioski
Ten przykład doskonale demonstruje możliwości pomiarowe LFA 467 HyperFlash® dla cienkich warstw o grubości w zakresie kilku μm. Wysoka szybkość akwizycji danych i szerokość impulsu small pozwalają na precyzyjne monitorowanie krzywej termicznej, czego zwykle nie można osiągnąć za pomocą konwencjonalnych systemów LFA.