耐驰公司热反射法薄膜导热仪 NanoTR / PicoTR

热反射(Thermo-Reflectance)方法基于超高速激光闪射系统,可测量基片上金属、陶瓷、聚合物薄膜的热物性参数,如热扩散系数(Thermal Diffusivity)、热导率(Thermal Conductivity)、吸热 系数(Thermal Effusivity)和界面热阻。

由于激光闪射时间仅为纳秒(ns)量级,甚至可达到皮秒(ps)量级,此系统可测量厚度低至10nm的薄膜。同时,系统提供不同的测量模式,以适应于不同的基片情况(透明/不透明)。

该方法符合国际标准:JIS R 1689:通过脉冲激光热反射方法测量精细陶瓷薄膜的热扩散系数;JIS R 1690:陶瓷薄膜和金属薄膜界面热阻的测量方法。

发展简史

• 1990 年,日本产业技术综合研究所/日本国家计量院(AIST/NMIJ)发明热反射法,测量薄膜导热性能。

• 2008 年,AIST 设立 PicoTherm 公司。

• 2010 年,PicoTherm 公司推出纳秒级热反射系统 NanoTR。

• 2012 年,PicoTherm 公司推出皮秒级热反射系统 PicoTR。

• 2014 年,PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立战略合作。由 NETZSCH 负责 PicoTherm 产品在全球的销售和服务。

测量模式

RF 测量模式

主激光源从反面加热薄膜,检测激光从正面测量薄膜的温度升高过程,从而计算薄膜的导热性能参数。此模式适用于透明基片。

FF 测量模式

主激光源从正面加热薄膜,检测激光从正面测量薄膜的温度下降过程,从而计算薄膜的导热性能参数。此模式适用于不透明基片。

耐驰公司热反射法薄膜导热仪 NanoTR / PicoTR 规格

软件实时显示与分析 100000 个闪射点

NanoTR/PicoTR 的测量/分析软件功能强大而易于使用,可以精确测定薄膜的热物性参数。通过软件可以对激光束的聚焦进行调整。可以获取 CCD 照片。

NanoTR/PicoTR 软件运行于 Microsoft Windows 系统下。

激光闪射法 -最主流的材料热扩散系数测试方法

在现代工业中,关于材料的热性能、特别是热物理性能的相关知识变得日益重要。在这里我们可以举出一些典型领域,例如应用于高性能缩微电子器件的散热材料,作为持续能源的热电材料,节能领域的绝热材料,涡轮叶片中所使用的热障涂层(TBC),以及核工厂的安全操作,等等。

在各种热物性参数之中,导热系数显得尤其重要。可以使用激光闪射法(LFA)对材料的热扩散系数/导热系数进行测定。这一方法经过许多年的发展已广为人知,可以提供可靠而精确的数据结果。样品的典型厚度在 50um 至 10mm 之间。

NETZSCH 是一家世界领先的仪器制造厂商,提供一系列的热物性测试仪器,特别是激光闪射法导热仪。这些 LFA 系统在陶瓷,金属,聚合物,核研究等领域得到了广泛应用。

热反射法 -测试厚度为纳米级的薄膜材料的热扩散系数

随着电子设备设计的显著进步,以及随之而来的对有效的热管理的需求,在纳米级厚度范围内进行精确的热扩散系数/导热系数测量已经变得越来越重要。

日本国家先进工业科学与技术研究所(AIST),在上世纪 90 年代初即已响应工业需求,开始研发“脉冲光加热热反射法”。于 2008 年成立了 PicoTherm 公司,同时推出了纳秒级的热反射仪器“NanoTR”与皮秒级的热反射仪器“PicoTR”,这两款仪器可对薄膜的热扩散系数进行绝对法的测量,薄膜厚度从数十微米低至纳米级范围。

2014 年,NETZSCH 日本分公司成为了 PicoTherm 公司的独家代理。与我们现有的 LFA 仪器相结合,NETZSCH 现在可以提供从纳米级薄膜、到毫米级块体材料的全套的测试方案。

为什么需要测试薄膜?薄膜的热性能与块体材料的热性能不同

纳米级薄膜的厚度通常小于同类块体材料典型的晶粒粒径。由此,其热物理性能与块体材料将有着显著的不同。