Giriş
Elektronik endüstrisinde devam eden gelişmeler sayesinde, elektronik bileşenlerin boyutları son yıllarda büyük ölçüde küçülmüştür. Bununla bağlantılı bir konu da verimlilikteki gelişmeler olmuştur: Bileşen boyutundaki azalmalar ısı dağıtımı için daha az alan anlamına gelirken, üretilen ısı miktarı da artmaktadır. Bunu telafi etmek için, elektronik bileşenlerin hızlı ısı kontrolü için yüksek bir termal iletkenliğe sahip olması gerekir.
LFA 467 HyperFlash® elektronik bileşenlerin smallest üzerinde Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik ölçümlerine olanak tanır. Patentli ZoomOptics kullanıcının sadece ilgili örnek alanlarına odaklanmasını sağlarken, 2 MHz'lik hızlı veri toplama hızı çok ince örneklerde ölçümü mümkün kılar.
Örnekler ve Deneysel
Toplam beş yarı iletken cihaz incelenmiştir:
- 1 yapısız bakır kurşun çerçeve
- a yapısına sahip yapısal olarak özdeş 2 yarı iletken cihaz
- b yapısına sahip yapısal olarak özdeş 2 yarı iletken cihaz
Yarı iletken cihazlar, üzerine bir Si çipinin bağlantı malzemesi (örn. yapıştırıcı veya lehim) vasıtasıyla uygulandığı bakır bir kurşun çerçeveden oluşmaktadır. A ve B yarı iletken cihazları sadece bağlantı malzemesi bakımından farklılık göstermektedir. Şekil 1 böyle bir numunenin şemasını göstermektedir.
Ölçümler oda sıcaklığında LFA 467 HyperFlash® ile gerçekleştirilmiştir. Numunenin tamamı aydınlatılmıştır; ancak dedektör ZoomOptics aracılığıyla sadece 3,4 mm'lik bir çapa odaklanmıştır, bkz. şekil 1.
Sonuçlar ve Tartışma
Anlamlı sonuçlar için temel gereklilik, dedektör sinyali ile matematiksel uyum arasında iyi bir uyum olmasıdır. Sinyalin başlangıcındaki radyasyon tepe noktasına rağmen (numune geometrisinin ideal olmamasından kaynaklanır), bu durum şekil 2'de gösterildiği gibi tüm ölçümler için geçerlidir.
Tüm numunelerin oda sıcaklığındaki sonuçları şekil 3'te gösterilmiştir.
Yapısız bakır kurşun çerçevenin ölçülen değeri, bakır için literatür değeriyle aynıdır (117 mm²/s [1]). Yapısal olarak özdeş yarı iletken cihazlar A-1 ve A-2'nin termal difüzivitesi birbirinden neredeyse hiç farklı değildir, bu da ölçümün iyi tekrarlanabilirliğini kanıtlamaktadır (yeşil).
B-1 ve B-2 yarı iletken aygıtları, farklı bir bağlantı malzemesi nedeniyle önemli ölçüde daha düşük bir Termal DifüziviteTermal difüzivite (mm2/s birimiyle a), kararsız ısı iletimini karakterize etmek için malzemeye özgü bir özelliktir. Bu değer, bir malzemenin sıcaklıktaki bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdiğini açıklar.termal difüzivite (kırmızı) verir. Bununla birlikte, B-1 ve B-2 bileşenleri karşılaştırıldığında, ölçüm sonuçlarında yine tekrarlanabilirlik görülecektir. Yaklaşık %5'lik fark, B-2 için daha yüksek bir temas direncine ve dolayısıyla Si çip ile bakır arasında daha zayıf bir termal bağlantıya işaret etmektedir.
Özet
LFA 467 HyperFlash® with ZoomOptics , small örneklerinin veya bir örnek içinde yalnızca select alanlarının incelenmesine olanak tanır. Çevresel alanlar veya farklı numune kalınlığına sahip alanlar böylece kasıtlı olarak hariç tutulabilir, bu da hem ölçümün hassasiyetini hem de sonuçlarının anlamlılığını önemli ölçüde artırır.