Introdução
Graças ao desenvolvimento contínuo do setor de eletrônicos, o tamanho dos componentes eletrônicos foi drasticamente reduzido nos últimos anos. Uma questão relacionada foi o aprimoramento da eficiência: As reduções no tamanho dos componentes se traduzem em menos espaço para dissipação de calor, enquanto a quantidade de calor gerada está aumentando. Para compensar, os componentes eletrônicos devem ter uma alta Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica para um controle rápido do calor.
O LFA 467 HyperFlash® permite medições de Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica no site smallest de componentes eletrônicos. Sua rápida taxa de aquisição de dados de 2 MHz possibilita a medição em amostras muito finas, enquanto o patenteado ZoomOptics permite que o usuário se concentre exclusivamente nas áreas relevantes da amostra.
Amostras e experimentos
Um total de cinco dispositivos semicondutores foram investigados:
- 1 estrutura de chumbo de cobre sem estrutura
- 2 dispositivos semicondutores estruturalmente idênticos com estrutura A
- 2 dispositivos semicondutores estruturalmente idênticos com estrutura B
Os dispositivos semicondutores consistem em uma estrutura de cobre na qual um chip de Si foi aplicado por meio de um material de conexão (por exemplo, adesivo ou solda). Os dispositivos semicondutores A e B diferem apenas com relação ao material de conexão. A Figura 1 mostra o esquema de uma amostra desse tipo.
As medições foram realizadas com o LFA 467 HyperFlash® em temperatura ambiente. A amostra inteira foi iluminada; o detector, no entanto, foi focalizado em um diâmetro de apenas 3,4 mm por meio do ZoomOptics , veja a figura 1.
Resultados e discussão
O requisito básico para obter resultados significativos é a boa concordância entre o sinal do detector e o ajuste matemático. Apesar do pico de radiação no início do sinal (causado pelo fato de a geometria da amostra não ser ideal), isso se aplica a todas as medições, conforme mostrado na figura 2.
Os resultados de todas as amostras em temperatura ambiente são mostrados na figura 3.
O valor medido do quadro de chumbo de cobre sem estrutura foi idêntico ao valor da literatura para o cobre (117 mm²/s [1]). A Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica dos dispositivos semicondutores estruturalmente idênticos A-1 e A-2 praticamente não diferem um do outro, o que atesta a boa reprodutibilidade da medição (verde).
Os dispositivos semicondutores B-1 e B-2 produzem uma Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica consideravelmente menor (vermelho) devido a um material de conexão diferente. Entretanto, quando se comparam os dois componentes B-1 e B-2, encontra-se novamente a reprodutibilidade nos resultados da medição. A diferença de aproximadamente 5% indica uma Resistência de contatoDe acordo com a segunda lei da termodinâmica, a transferência de calor entre dois sistemas sempre se move na direção das temperaturas mais altas para as mais baixas. A quantidade de energia térmica transferida por condução de calor, por exemplo, através de uma parede de um edifício, é influenciada pelas resistências térmicas da parede de concreto e da camada de isolamento.resistência de contato maior para B-2 e, portanto, uma conexão térmica mais fraca entre o chip de Si e o cobre.
Resumo
O LFA 467 HyperFlash® com ZoomOptics permite a investigação de amostras small ou apenas de áreas select em uma amostra. Assim, áreas periféricas ou áreas com diferentes espessuras de amostra podem ser propositalmente excluídas, aumentando consideravelmente a precisão da medição e a significância de seus resultados.