NETZSCH PicoTR - Analizator termorefleksji w dziedzinie czasu (TDRA)

Najważniejsze wydarzenia

Metoda

Specyfikacje

Oprogramowanie

Kontakt

Media

Najważniejsze wydarzenia

Metoda wyznaczania dyfuzyjności cieplnej w zakresie grubości nanometrów

Metody termorefleksji w dziedzinie czasu

Metoda określania dyfuzyjności cieplnej w zakresie grubości nanometrów

Wraz ze znacznym postępem w projektowaniu urządzeń elektronicznych i związaną z tym potrzebą wydajnego zarządzania ciepłem, dokładne pomiary dyfuzyjności cieplnej / przewodności cieplnej w zakresie nanometrów są bardziej niż kiedykolwiek kluczowe.

Japoński Narodowy Instytut Zaawansowanej Nauki i Technologii Przemysłowej (AIST) już na początku lat 90-tych zareagował na wymagania przemysłu, opracowując "metodę termorefleksyjną ogrzewania światłem impulsowym". Firma PicoTherm Corporation została założona w 2008 roku wraz z wprowadzeniem na rynek nanosekundowego urządzenia do termorefleksji "NanoTR" i pikosekundowego aparatu termorefleksyjnego "PicoTR", który umożliwia bezwzględne pomiary dyfuzyjności cieplnej cienkich warstw w zakresie grubości od kilku 10 μm do nanometrów.

W październiku 2020 r. PicoTherm dołączył do grupy NETZSCH jako spółka zależna NETZSCH Japan. W połączeniu z naszymi systemami LFA, NETZSCH może teraz zaoferować rozwiązanie dla cienkich warstw w zakresie nanometrów do materiałów sypkich w zakresie mm.

Testowanie przewodności cieplnej cienkowarstwowego kabla taśmowego

Japoński Narodowy Instytut Zaawansowanej Nauki i Technologii Przemysłowej (AIST) już na początku lat 90-tych zareagował na wymagania przemysłu, opracowując "metodę termorefleksyjną ogrzewania światłem impulsowym". Firma PicoTherm Corporation została założona w 2008 roku wraz z wprowadzeniem na rynek nanosekundowego urządzenia do termorefleksji "NanoTR" i pikosekundowego aparatu termorefleksyjnego "PicoTR", które umożliwiają bezwzględne pomiary dyfuzyjności cieplnej cienkich warstw w zakresie grubości od kilku 10 μm do nanometrów.

Metoda

Metody termorefleksji w dziedzinie czasu - Metoda błysku laserowego dla cienkich warstw

Dzięki PicoTR impulsy laserowe (laser pompujący) o szerokości impulsu 0,5 ps i czasie trwania 50 ns mogą być stosowane do próbki. Czas odpowiedzi temperaturowej jest również wykrywany przez laser próbki.

PicoTR umożliwia użytkownikowi łatwe przełączanie między trybem RT i FF.

PicoTR jest zgodny z japońskimi normami przemysłowymi JIS R 1689 i JIS R 1690.

Metody termoodbicia

Metoda ultraszybkiego błysku laserowego - ogrzewanie tylne/wykrywanie przednie (RF)

Wyznaczanie dyfuzyjności cieplnej i międzyfazowego oporu cieplnego

Fakt, że właściwości termofizyczne cienkich warstw i filmów znacznie różnią się od właściwości odpowiadającego im materiału objętościowego, wymaga techniki, która przezwycięża ograniczenia metody classical laser flash (LFA). Ta tak zwana ultraszybka technika błysku laserowego jest również znana jako metoda tylnego ogrzewania / przedniej detekcji.
Układ pomiarowy jest podobny do konwencjonalnego LFA: detektor i laser znajdują się po przeciwnych stronach próbki, która znajduje się na przezroczystym podłożu. Mierzona dyfuzyjność cieplna jest składową grubości prostopadłej do powierzchni próbki. Laser pompujący naświetla tylną stronę próbki.

W miarę nagrzewania się próbki zmienia się jej współczynnik termoodbicia powierzchniowego. 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 jest obliczana na podstawie wzrostu temperatury (dolny wykres). W tym przypadku 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 cienkiej warstwy metalu (Mo) została określona na 1,59 - ^10-5^m2/s.

Konfiguracja RF specjalnie dla substancji przezroczystych

Krzywa historii temperatury i zmierzona dyfuzyjność cieplna cienkiej warstwy Mo (90 nm) metodą RF

TermorefleksjaTermorefleksja to metoda określania dyfuzyjności cieplnej i przewodności cieplnej cienkich warstw o grubości w zakresie nanometrów.Termorefleksja w dziedzinie czasu - ogrzewanie przednie/wykrywanie przednie (FF)

Wyznaczanie dyfuzyjności cieplnej i termicznej wydajności pracy

Oprócz metody RF, pomiary mogą być również wykonywane w konfiguracji grzania czołowego/detekcji czołowej (FF). Termin "przód" odnosi się do otwartej powierzchni cienkiej warstwy osadzonej na podłożu, podczas gdy "tył" odnosi się do granicy między cienką warstwą a podłożem.

W konfiguracji pomiarowej FF (górna ilustracja) detektor i laser znajdują się po tej samej stronie próbki. Obszar przedniej powierzchni cienkiej warstwy o średnicy kilkudziesięciu mikrometrów jest ogrzewany przez laser pompujący, a laser sondujący wskazuje tę samą pozycję. Obserwowana jest zmiana temperatury powierzchni.

Metoda ta może być stosowana do cienkich warstw na nieprzezroczystych podłożach, dla których technika RF nie jest odpowiednia.

W przykładzie po lewej, dyfuzyjność cieplna cienkiej warstwy metalu (Mo) została określona na 1,61 - 10-5 m2/s przy zastosowaniu metody FF. Wyniki dowodzą wysokiej zgodności między trybami RF i FF (odchylenie < 2%).

Konfiguracja FF specjalnie dla nieprzezroczystych podłoży

Krzywa historii temperatury i zmierzona dyfuzyjność cieplna cienkiej warstwy Mo (90 nm) metodą FF

Specyfikacje

		`PicoTR`
Laser pompujący	Szerokość impulsu Długość fali Średnica wiązki	0.5 ps 1550 nm 45 μm
Laser próbkujący	Szerokość impulsu Długość fali Średnica wiązki	0.5 ps 775 nm 25 μm
Zmierzone wartości		Współczynniki dyfuzyjności cieplnej i przenikania ciepła, opór cieplny warstw pośrednich
Grubość warstwy próbki (metoda RF)	Żywica Ceramika Metal	10 nm ... 100 nm 10 nm ... 300 nm 100 nm ... 900 nm
Grubość warstwy próbki (metoda FF)		Grubość większa niż 100 nm
Podłoża	Materiał Rozmiar Grubość	Nieprzezroczyste/przezroczyste 10 ... 20 mm kwadratowy 1 mm maks.
Dyfuzyjność cieplna	Zakres	0.01 ... 1000 mm²/s
	Dokładność	± 6,2% przy czasie pomiaru 40 min, dla CRM 5808A w trybie RF, grubość 400 nm
	Odtwarzalność	± 5%
Oprogramowanie		Obliczanie właściwości termicznych, analiza wielowarstwowa, baza danych

Broszury i arkusze danych

Oprogramowanie

Wyświetlanie in-situ i analiza 100 000 shots

Najnowocześniejsze oprogramowanie pomiarowe/analityczne NanoTR/PicoTR posiada łatwy w obsłudze interfejs użytkownika, który pozwala na precyzyjne określenie właściwości termicznych cienkich warstw. Ogniskowanie wiązki laserowej może być regulowane przez oprogramowanie i można uzyskać obraz CCD.

NanoTR/ OprogramowaniePicoTR działa pod kontrolą systemu Microsoft Windows.

Wykres pokazuje, że w czasie 1 μs można uzyskać jedną krzywą pomiarową.

Uzyskiwanie wyników w ciągu kilku minut

Powiązane urządzenia

NanoTR
TermorefleksjaTermorefleksja to metoda określania dyfuzyjności cieplnej i przewodności cieplnej cienkich warstw o grubości w zakresie nanometrów.Termorefleksja w dziedzinie czasu z wykorzystaniem ogrzewania światłem impulsowym
- Szerokość impulsu: 1 ns
- 30 nm ... 20 μm Grubość próbki
- 0.01 ... 1000 mm²/s Zakres
LFA 467 HyperFlash^®
LFA 457 MicroFlash^®
Określanie właściwości termofizycznych
- Zakres temperatur: od -125°C do 1100°C
- Dwa różne piece wymienne przez użytkownika
- Pomiar dyfuzyjności cieplnej i przewodności cieplnej