上海珩澤科技有限公司
Shanghai HengzeLab Co., Ltd.
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產(chǎn)品分類 Product
熱反射方法基于超高速激光閃射系統(tǒng),可測量基片上金屬、陶瓷、聚合物薄膜的熱物性參數(shù),如熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率、吸熱系數(shù)和界面熱阻。此系統(tǒng)可測量厚度低至 10nm 的薄膜。同時,系統(tǒng)提供不同的測量模式,以適應(yīng)于不同的基片情況(透明/不透明)。
熱反射(Thermo-Reflectance)方法基于超高速激光閃射系統(tǒng),可測量基片上金屬、陶瓷、聚合物薄膜的熱物性參數(shù),如熱擴(kuò)散系數(shù)(Thermal Diffusivity)、熱導(dǎo)率(Thermal Conductivity)、吸熱 系數(shù)(Thermal Effusivity)和界面熱阻。
由于激光閃射時間僅為納秒(ns)量級,甚至可達(dá)到皮秒(ps)量級,此系統(tǒng)可測量厚度低至10nm的薄膜。同時,系統(tǒng)提供不同的測量模式,以適應(yīng)于不同的基片情況(透明/不透明)。
該方法符合國際標(biāo)準(zhǔn):
JIS R 1689:通過脈沖激光熱反射方法測量精細(xì)陶瓷薄膜的熱擴(kuò)散系數(shù);
JIS R 1690:陶瓷薄膜和金屬薄膜界面熱阻的測量方法。
發(fā)展簡史
|
RF 測量模式 | FF 測量模式 | |
主激光源從反面加熱薄膜,檢測激光從正面測量薄膜的溫度升高過程,從而計算薄膜的導(dǎo)熱性能參數(shù)。此模式適用于透明基片。 | 主激光源從正面加熱薄膜,檢測激光從正面測量薄膜的溫度下降過程,從而計算薄膜的導(dǎo)熱性能參數(shù)。此模式適用于不透明基片。 |
在現(xiàn)代工業(yè)中,關(guān)于材料的熱性能、特別是熱物理性能的相關(guān)知識變得日益重要。在這里我們可以舉出一些典型領(lǐng)域,例如應(yīng)用于高性能縮微電子器件的散熱材料,作為持續(xù)能源的熱電材料,節(jié)能領(lǐng)域的絕熱材料,渦輪葉片中所使用的熱障涂層(TBC),以及核工廠的安全操作,等等。
在各種熱物性參數(shù)之中,導(dǎo)熱系數(shù)顯得尤其重要??梢允褂眉す忾W射法(LFA)對材料的熱擴(kuò)散系數(shù)/導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測定。這一方法經(jīng)過許多年的發(fā)展已廣為人知,可以提供可靠而精確的數(shù)據(jù)結(jié)果。樣品的典型厚度在 50um 至 10mm 之間。
NETZSCH 是一家世界領(lǐng)先的儀器制造廠商,提供一系列的熱物性測試儀器,特別是激光閃射法導(dǎo)熱儀。這些 LFA 系統(tǒng)在陶瓷,金屬,聚合物,核研究等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
隨著電子設(shè)備設(shè)計的顯著進(jìn)步,以及隨之而來的對有效的熱管理的需求,在納米級厚度范圍內(nèi)進(jìn)行精確的熱擴(kuò)散系數(shù)/導(dǎo)熱系數(shù)測量已經(jīng)變得越來越重要。
日本國家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所(AIST),在上世紀(jì) 90 年代初即已響應(yīng)工業(yè)需求,開始研發(fā)“脈沖光加熱熱反射法”。于 2008 年成立了 PicoTherm 公司,同時推出了納秒級的熱反射儀器“NanoTR”與皮秒級的熱反射儀器“PicoTR”,這兩款儀器可對薄膜的熱擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行絕對法的測量,薄膜厚度從數(shù)十微米低至納米級范圍。
2014 年,NETZSCH 日本分公司成為了 PicoTherm 公司的獨(dú)家代理。與我們現(xiàn)有的 LFA 儀器相結(jié)合,NETZSCH 現(xiàn)在可以提供從納米級薄膜、到毫米級塊體材料的全套的測試方案。
納米級薄膜的厚度通常小于同類塊體材料典型的晶粒粒徑。由此,其熱物理性能與塊體材料將有著顯著的不同。
不同儀器適用的熱擴(kuò)散時間范圍
技術(shù)參數(shù):
NanoTR
PicoTR
主機(jī)
溫度范圍
真空度
測量模式
RT,RT … 300°C(選件)
N/A
RF/FF
RT,RT … 500°C(選件)
10-6 mbar(選件)
RF/FF
測量項(xiàng)目
熱擴(kuò)散系數(shù),吸熱系數(shù),界面熱阻
加熱激光
脈沖寬度
波長
光斑直徑
1 ns
1550 nm
100 μm
0.5 ps
1550 nm
45 μm
探測激光
脈沖寬度
波長
光斑直徑
連續(xù)
785 nm
50 μm
0.5 ps
775 nm
25 μm
樣品薄層厚度
(RF 模式)
樹脂
陶瓷
金屬
30 nm ... 2 μm
300 nm ... 5 μm
1 μm ... 20 μm
10 nm ... 100 nm
10 nm ... 300 nm
100 nm ... 900 nm
樣品薄層厚度
(FF 模式)
> 1 μm
> 100 nm
基體
材料
尺寸
厚度
不透明/透明
10...20mm 方
≤ 1 mm
熱擴(kuò)散時間
10ns ... 10μs
10ps ... 10ns
熱擴(kuò)散系數(shù)
范圍
準(zhǔn)確性
重復(fù)性
0.01 ... 1000 mm2/s
CRM 5808A, 400nm厚, RF 模式, 40min 測試時間驗(yàn)證:± 6.2%
± 5%
軟件功能
熱物性計算; 多層分析; 數(shù)據(jù)庫