华测半导体材料封装高低温冷热台的热导率方法

华测半导体材料封装高低温冷热台的热导率方法

在半导体材料封装领域，准确测量材料的热导率对于优化设计和提高性能至关重要。华测半导体材料封装高低温冷热台在测量热导率方面，可能采用的方法主要包括稳态法、瞬态法以及基于激光泵浦-热反射的探测技术（如空间热反射法SDTR）。本文将详细介绍这些方法的原理、测试步骤和应用场景。

稳态法

稳态法基于傅里叶定律，当热流在材料中达到稳定状态时，单位时间内通过单位面积的热量与材料两侧的温度差成正比。该方法适用于均匀、均质材料的热导率测定。

测试步骤：

1. 将待测半导体材料置于两个恒温源之间，使材料两侧形成恒定的温度差。
2. 测量材料两侧的温度，通常使用热电偶或热敏电阻。
3. 测量通过材料的热流量，可以通过测量加热器的功率或测量材料两侧的温差来实现。
4. 根据傅里叶定律，计算热导率。

瞬态法

瞬态法是一种测量热导率的快速方法，其基本原理是在短时间内对材料加热或冷却，然后测量材料内部的温度分布，计算出热导率。常用的瞬态法有热线法和激光闪光法。

测试步骤（以激光闪光法为例）：

1. 确保测试样品具有均匀的厚度和面积，表面平整，无缺陷。将样品放置在测试仪器的样品台上，确保样品与仪器接触良好。
2. 根据样品的性质设置测试参数，如测试时间、加热功率等。
3. 启动测试程序，仪器会在样品背面加热，测量样品表面的温度变化。
4. 记录测试过程中的温度-时间数据，这些数据将用于计算热导率。
5. 使用傅里叶变换或其他数学方法分析温度变化数据，确定热导率。

空间热反射法（SDTR）

空间热反射法同样是基于激光泵浦-热反射的探测技术，可以针对小尺寸薄膜样品的面内热物性进行测量。相比于其他激光泵浦探测方法（如TDTR、FDTR），它的优势在于可以测试薄膜样品的面内热物性，且成本低廉。

测试原理：

SDTR通过改变泵浦和探测光斑的空间位置获得相位和幅值信号，从而测量热导率。一束泵浦激光经正弦波调制后聚焦在样品表面，对样品进行周期性加热；另一束波长不同的探测激光透过偏振分光棱镜聚焦在样品表面，探测样品表面的温度响应。通过光电探测器将探测光光信号转换成电信号，然后传输给锁相放大器以提取信号的幅值和相位，进而计算热导率。

测试步骤：

1. 样品表面镀一层约100nm厚的金属膜作为温度传感层。
2. 调整光路，使泵浦光斑和探测光斑以不同的偏移距离xc照射在样品表面。
3. 记录不同xc下的相位和幅值信号。
4. 以xc=0时的相位和幅值信号为基准，对任意xc处的相位信号取其差分值。
5. 同时拟合差分相位信号和归一化幅值信号，即可提取样品沿光斑偏移方向的面内热导率。

综上所述，华测半导体材料封装高低温冷热台在测量热导率方面可能采用多种方法，具体选择哪种方法取决于待测材料的性质、测试条件以及所需的精度等因素。在实际应用中，应根据具体情况选择最合适的方法进行测量。