在過去幾十年中，微型化是微電子行業(yè)的重點發(fā)展方向。更小型的設(shè)備運行速度更快且具有更緊湊的系統(tǒng)。納米技術(shù)和薄膜處理領(lǐng)域的進步已延伸到各種技術(shù)領(lǐng)域，包括光伏電池、溫差電材料和微機電系統(tǒng)（MEMS）。這些材料和設(shè)備的熱屬性對于這類工程系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。但是，這些系統(tǒng)存在與熱傳導(dǎo)有關(guān)的各種問題。為了更有效地解決這些問題，全面了解微型材料的熱傳導(dǎo)性質(zhì)至關(guān)重要。

在阿林頓的得克薩斯大學(xué)，以微型熱物理學(xué)實驗室主任Ankur Jain博士為首的團隊研究與微尺度熱傳導(dǎo)有關(guān)的各種話題。該實驗室采用各種現(xiàn)代設(shè)備和儀器，其中就包括FLIR紅外熱像儀。

1、三維集成電路中的散熱

Ankur Jain博士負責(zé)微型熱物理實驗室，在實驗室里他和他的學(xué)生進行關(guān)于微尺度熱傳導(dǎo)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、半導(dǎo)體熱管理、生物傳熱等相關(guān)話題的研究。三維集成電路（IC）中的熱耗散是一大技術(shù)挑戰(zhàn)，盡管在過去的十幾年或二十年中進行了大量的研究，但這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍然受到阻礙。因此，微型熱物理學(xué)實驗室的研究人員開展實驗以測量三維集成電路的關(guān)鍵熱特性，開發(fā)分析模型以了解三維集成電路中的熱傳導(dǎo)。

2、測量溫度場

薄膜材料自誕生以來就一直是微電子技術(shù)的一個重要特征，為芯片提供多種功能。為了準確地了解薄膜的熱性能，我們需要將熱性能與沉積過程中不斷變化的微觀結(jié)構(gòu)和形貌聯(lián)系起來。這樣，就可以研究諸如導(dǎo)電性、體積模量、厚度和界面熱阻等屬性。

Ankur Jain博士稱：“我們對微型器件上溫度場隨時間的變化尤其感興趣，通過測量基質(zhì)的熱屬性，我們盡力了解微尺度熱傳導(dǎo)的基本性質(zhì)。”在電子元件中，熱通常是主設(shè)備運行的不良副作用。因此，充分了解薄膜的瞬態(tài)熱現(xiàn)象十分重要。

Ankur Jain表示：“通過測量基質(zhì)的熱屬性，我們盡力了解微尺度熱傳導(dǎo)的基本性質(zhì)。”

“通過了解熱如何在微系統(tǒng)中流動，我們能夠有效地將過熱問題最小化。這有助于我們設(shè)計出更優(yōu)秀的微系統(tǒng)，并在材料選擇方面作出更明智的決策。例如，我們已進行一項研究，旨在比較各種類型薄膜的熱傳導(dǎo)屬性。”

3、紅外熱像儀的應(yīng)用

為了測量微電子設(shè)備的溫度，Ankur Jain博士的團隊使用過各種技術(shù)，包括熱電偶。這項技術(shù)存在的主要問題是熱電偶僅能測量單點溫度值。為了獲得溫度場的更全面直觀的圖像，Jain博士決定使用FLIR紅外熱像儀。FLIR A6703sc紅外熱像儀專為電子元件檢測、醫(yī)療熱成像、生產(chǎn)監(jiān)控、非破壞性測試等應(yīng)用而設(shè)計，完美適用于高速熱事件和快速移動目標。短曝光時間使用戶能夠定格運動，獲得精確的溫度測量值。熱像儀的圖像輸出可以通過調(diào)節(jié)窗口，將幀頻提高至480幀/秒，并精確描述高速熱事件的特征，從而確保在測試過程中不會遺漏關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

Ankur Jain表示：“我們感興趣的設(shè)備中的熱現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，我們需要整個溫度場的信息，而不是單點測量值，F(xiàn)LIR A6703sc在實驗期間大有助益，為我們呈現(xiàn)受測設(shè)備非常精細的細節(jié)。”

4、FLIR ResearchIR助力科研研發(fā)

此外，Ankur Jain博士的團隊一直將FLIR ResearchIR分析軟件用于科研研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域。ResearchIR是一款強大且簡單易用的熱分析軟件，可實現(xiàn)熱像儀系統(tǒng)的命令和控制、高速數(shù)據(jù)記錄、實時或回放分析以及報告等。Ankur Jain道：“經(jīng)證實，F(xiàn)LIR的ResearchIR軟件非常實用，尤其是，它能夠保存我們的熱記錄然后在數(shù)臺電腦之間共享以供進一步分析”。

“ResearchIR極大地增進了我們團隊內(nèi)以及我們團隊與其他團隊的協(xié)作，非常感謝菲力爾產(chǎn)品的支持！”