T/CASAS 020-2021
微納米金屬燒結(jié)體熱導(dǎo)率試驗(yàn)方法 閃光法
Test method for thermal conductivity of micro-nano sintered compact: laser flash method
- 標(biāo)準(zhǔn)號
- T/CASAS 020-2021
- 發(fā)布
- 2021年
- 總頁數(shù)
- 13頁
- 發(fā)布單位
- 中國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
- 當(dāng)前最新
- T/CASAS 020-2021
- 本體
- 熱導(dǎo)率
- 適用范圍
- 金屬互連材料在半導(dǎo)體封裝工業(yè)中占據(jù)關(guān)鍵地位。傳統(tǒng)封裝采用焊料合金互連，但其析出的金屬間化合物導(dǎo)致互連層服役溫度較低且脆性較高。作為最適合于第三代半導(dǎo)體模塊封裝的界面連接技術(shù)之一，以微納米銀、微納米銅為代表的新型微納米金屬燒結(jié)互連技術(shù)具有組分單一、低工藝溫度、高服役溫度的優(yōu)點(diǎn)，而且芯片連接件的可靠性也可以得到大幅提升，特別是微納米金屬燒結(jié)件的燒結(jié)層往往具有低電阻率、高導(dǎo)熱性能，這也使其更加適合未來的高溫度、高功率密度應(yīng)用。 熱導(dǎo)率，又稱導(dǎo)熱系數(shù)或?qū)崧?，是表示材料熱傳?dǎo)能力大小的物理量。作為材料的本征參數(shù)，熱導(dǎo)率與材料大小和形狀無直接關(guān)系，但受材料種類、制備工藝和微觀結(jié)構(gòu)的影響。對于微納米金屬燒結(jié)技術(shù)制備的連接層，采用不同材料和工藝，往往會(huì)造成微觀下不同尺寸和數(shù)量的觀孔隙結(jié)構(gòu)，從而影響其導(dǎo)熱性能。 目前微納米金屬燒結(jié)連接技術(shù)尚屬起步推廣階段，熱導(dǎo)率測試方法業(yè)內(nèi)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。通過行業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)鏈中原材料提供商、研發(fā)單位、終端用戶等各個(gè)環(huán)節(jié)使用的熱導(dǎo)率測試方案和樣品規(guī)格差異較大，這給從業(yè)者技術(shù)交流、樣品驗(yàn)證和質(zhì)量評定制造了極大困難。因此，有必要根據(jù)實(shí)際需求，盡快制定統(tǒng)一的熱導(dǎo)率性能測試標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一行業(yè)術(shù)語，從而方便業(yè)內(nèi)對微納米金屬燒結(jié)樣品的測試評定。 本文件采用了閃光法測定微納米金屬燒結(jié)體樣品熱擴(kuò)散系數(shù)，再利用材料比熱容、體積密度參數(shù)，由公式求出材料導(dǎo)熱系數(shù)。閃光法測定熱擴(kuò)散系數(shù)測試方法由于其測定范圍廣、速度快、樣品制備簡易、適用多種氣氛、操作簡便等特點(diǎn)，目前已在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。材料比熱容可通過查找參考資料獲得，或使用比較法實(shí)驗(yàn)測得。材料體積密度可按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測定。 本文件相較于GB/T 22588-2008，對樣品規(guī)格、測試條件、測試步驟進(jìn)行了詳細(xì)約束。
| 術(shù)語 | 描述 |
|---|---|
| 燒結(jié)體 as-sintered compact | 封裝燒結(jié)材料在不含被連接件、連接基體的情況下，單獨(dú)完成燒結(jié)工藝后形成的部件結(jié)構(gòu)。 |
| 熱導(dǎo)率 thermal conductivity | 即導(dǎo)熱系數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)在單位溫度梯度下沿?zé)崃鞣较蛲ㄟ^材料單位面積傳播的熱量。 |
| 熱擴(kuò)散系數(shù) thermal diffusion coefficient | 物體中某一點(diǎn)的溫度的擾動(dòng)傳遞到另一點(diǎn)的速率的量度。由材料的導(dǎo)熱系數(shù)除以其體積和比熱容。 |
| 體積密度 density | 材料的質(zhì)量和體積之比。 |
| 比熱容 specific heat | 單位質(zhì)量的某種物質(zhì)升高單位溫度所需的熱量。 |
T/CASAS 020-2021 中提到的儀器設(shè)備
| 差示掃描量熱儀 | 用來測量材料多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的常用設(shè)備，包括加熱裝置、氣路、溫度和加熱量測試系統(tǒng)、試樣室等。 |
| 熱擴(kuò)散系數(shù)測試儀 | 由閃光源、加熱爐（恒溫爐）、環(huán)境控制腔室、樣品臺(tái)（夾具）、溫度探測器、信號采集處理器、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。 |