脈沖激光熱反射法薄膜導(dǎo)熱儀

NanoTR / PicoTR

熱反射法 - 為納米級薄膜應(yīng)用量身定做的激光閃射法導(dǎo)熱儀

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 1990 年，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所/日本國家計量院（AIST/NMIJ）發(fā)明熱反射法，測量薄膜導(dǎo)熱性能。 2008 年，AIST 設(shè)立 PicoTherm 公司。 2010 年，PicoTherm 公司推出納秒級熱反射系統(tǒng) NanoTR。 2012 年，PicoTherm 公司推出皮秒級熱反射系統(tǒng) PicoTR。 2014 年，PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立戰(zhàn)略合作。由 NETZSCH 負(fù)責(zé) PicoTherm 產(chǎn)品在全球的銷售和服務(wù)。

測量模式

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。

激光閃射法 -
最主流的材料熱擴散系數(shù)測試方法

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）對材料的熱擴散系數(shù)/導(dǎo)熱系數(shù)進行測定。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。

熱反射法 -
測試厚度為納米級的薄膜材料的熱擴散系數(shù)

隨著電子設(shè)備設(shè)計的顯著進步，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)進行精確的熱擴散系數(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散系數(shù)進行絕對法的測量，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。

為什么需要測試薄膜？
薄膜的熱性能與塊體材料的熱性能不同

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散時間范圍

技術(shù)參數(shù)：