近日，Quantum Design中國(guó)正式引進(jìn)國(guó)際前沿?zé)岱治鲈O(shè)備InFocus κ FDTR頻域熱反射顯微鏡，tianbule國(guó)內(nèi)亞微米級(jí)熱導(dǎo)率測(cè)量技術(shù)長(zhǎng)期存在的部分空白，為半導(dǎo)體、新能源、復(fù)合材料等領(lǐng)域的研發(fā)與質(zhì)量控制提供全新解決方案。

圖1 InFocus κ FDTR頻域熱反射顯微鏡

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：亞微米級(jí)熱導(dǎo)率測(cè)量的“顯微鏡"

InFocus κ FDTR由科學(xué)儀器領(lǐng)域的著名企業(yè)ScienceEdge研發(fā)，基于創(chuàng)新性頻域熱反射技術(shù)（FDTR），通過非接觸式激光掃描實(shí)現(xiàn)材料熱學(xué)性質(zhì)的高分辨率檢測(cè)，以四大核心優(yōu)勢(shì)成為技術(shù)破局者：

微尺度熱導(dǎo)率精確測(cè)量：無(wú)論是薄膜、微粒（如18 μm單晶氧化鋁顆粒）還是各向異性材料（如La?Ca?Cu?O??單晶），它都能準(zhǔn)確測(cè)量材料的熱導(dǎo)率。

熱邊界傳導(dǎo)量化：精準(zhǔn)測(cè)定深層界面熱傳導(dǎo)性能，例如比較物理氣相沉積（PVD）與濺射法制備的金薄膜界面?zhèn)鲗?dǎo)差異（TBC分別為138.0 MW/m2·K與306.5 MW/m2·K）。

三維熱擴(kuò)散建模：通過激光掃描與光束偏移技術(shù)，同步分析面內(nèi)與面外熱導(dǎo)率，揭示材料各向異性特性。

高效數(shù)據(jù)采集：?jiǎn)未蜗辔磺€測(cè)量?jī)H需10分鐘，支持從低頻到高頻（10 kHz–100 kHz）的寬頻段掃描。

精準(zhǔn)光斑控制：ScienceEdge使用teyou的激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，只需在軟件的顯微鏡圖像上任意點(diǎn)擊，就可以立即改變探測(cè)光束的位置。照射到樣品表面的入射光保持垂直，無(wú)需擔(dān)心斑點(diǎn)形狀失真。

應(yīng)用場(chǎng)景：破解產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸

InFocus κ FDTR的引入將直接服務(wù)于國(guó)內(nèi)多個(gè)前沿領(lǐng)域：

半導(dǎo)體行業(yè)：芯片熱失效分析、封裝材料界面熱阻評(píng)估。

新能源領(lǐng)域：鋰電池隔膜、固態(tài)電解質(zhì)熱穩(wěn)定性檢測(cè)。

復(fù)合材料研發(fā)：散熱填料性能優(yōu)化、纖維增強(qiáng)材料導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)。

應(yīng)用案例

薄膜材料分析：對(duì)四種不同Sn含量的非晶GeSn薄膜（厚度約100 nm）的測(cè)試表明，熱導(dǎo)率隨錫含量增加而下降（0.44–0.55 W/m·K）。

圖2 不同Sn含量的非晶GeSn薄膜熱導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果

界面熱導(dǎo)（Thermal boundary conductance）測(cè)量：PVD方法制備的換能器TBC值為138.0 MW/m2·K，而濺射法制備的換能器TBC值提升至306.5 MW/m2·K，約為前者的兩倍。

圖3 不同方法制備的換能器（Transducer）界面熱導(dǎo)率的差別

顆粒測(cè)量：下圖展示了一個(gè)評(píng)估粒徑為18 μm的單晶氧化鋁顆粒熱導(dǎo)率的案例研究。由于這些顆粒具有粗糙的多面體結(jié)構(gòu)，因此需要仔細(xì)挑選具有平坦表面的顆粒，并將激光聚焦于平坦表面中心以獲得鏡面反射信號(hào)。擬合結(jié)果表明，該顆粒的熱導(dǎo)率與塊狀氧化鋁相當(dāng)。

圖4 單晶氧化鋁顆粒的熱導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果

InFocus K FDTR將推動(dòng)材料科學(xué)、半導(dǎo)體封裝及熱管理技術(shù)的革新。其微米級(jí)分辨率和快速分析能力，為研發(fā)與質(zhì)量控制提供了突破性的工具。