[發明專利]界面熱導測試樣品及其形成方法

在審

• 申請號: 202111618128.0
• 申請日: 2021-12-27
• 公開（公告）號: CN114324458A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 劉悅;劉玉菲;王晶晶;楊昆明;范同祥
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 深圳市嘉勤知識產權代理有限公司 44651
• 代理人: 董琳

本申請公開一種對待檢測材料進行預處理，得到片狀樣品，以所述片狀樣品垂直于厚度方向上的一側表面作為目標表面，所述片狀樣品內具有增強相顆粒；選擇所述目標表面內暴露的增強相顆粒作為目標顆粒，所述目標顆粒暴露的表面作為參考面；將所述片狀樣品置于鑲樣槽內，調整所述目標表面與槽底之間的夾角為預設傾斜角度；向所述鑲樣槽內注入鑲樣膠體并固化，得到包裹有所述片狀樣品的鑲嵌試樣；沿所述鑲嵌試樣的一側表面向所述目標顆粒方向對所述鑲嵌試樣進行磨拋，直至磨拋至磨拋面與所述目標顆粒的參考面的邊緣之間的距離小于等于預設距離，得到測試樣品，所述磨拋面作為測試樣品的被測表面。上述方法能夠制備滿足TDTR測試的測試樣品。

技術領域

本申請涉及熱導測試技術領域，具體涉及一種界面熱導測試樣品及其形成方法。

背景技術

新時代新技術，隨著電子信息制造業的迅猛發展，電子芯片的集成度要求越來越高，特征尺寸要求越來越小，這導致電子器件的散熱問題越來越嚴重，現有的散熱機制已經不能滿足日益增長的散熱要求，因此如何研制具有高導熱系數、熱膨脹系數，且與半導體材料匹配的散熱材料的問題亟待解決。國內外許多研究者對高導熱金屬基復合材料展開了研究，其中，高導熱金屬基復合材料具有高導熱的特點，并且熱膨脹系數與半導體材料相匹配，在解決電子器件散熱問題上具有巨大的潛力和應用前景。

在對高導熱金屬基復合材料的導熱性能進行優化的過程中，界面對復合材料的導熱性能具有極其重要的作用，因此金屬基體與增強相之間的界面導熱性能的優化是目前的研究熱點之一。而研究金屬基復合材料的界面熱導必須解決界面熱導測量的技術問題，近年來發展起來的時域熱反射測量法(TDTR)可以用于測量納米尺度的復合材料界面熱導，為金屬基復合材料的導熱研究提供了技術基礎。然而由于金屬基復合材料中基體與增強相強度差異較大，增強相的粒度較小且形貌復雜，現有技術難以磨拋制得同時符合要求的用于TDTR測試的樣品，這給復合材料的界面熱導的準確測量帶來了困難。

發明內容

鑒于此，本申請提供一種界面熱導測試樣品及其形成方法，以解決現有具有顆粒增強相的復合材料界面難以準確測量的問題。

本申請提供的一種界面熱導測試樣品的形成方法，包括：對待檢測材料進行預處理，得到片狀樣品，以所述片狀樣品垂直于厚度方向上的一側表面作為目標表面，所述片狀樣品內具有增強相顆粒；選擇所述目標表面內暴露的增強相顆粒作為目標顆粒，所述目標顆粒暴露的表面作為參考面；將所述片狀樣品置于鑲樣槽內，調整所述目標表面與槽底之間的夾角為預設傾斜角度；向所述鑲樣槽內注入鑲樣膠體并固化，得到包裹有所述片狀樣品的鑲嵌試樣；沿所述鑲嵌試樣的一側表面向所述目標顆粒方向對所述鑲嵌試樣進行磨拋，直至磨拋至磨拋面與所述目標顆粒的參考面的邊緣之間的距離小于等于預設距離，得到測試樣品，所述磨拋面作為測試樣品的被測表面。

可選的，還包括：在所述磨拋面上形成反射層。

可選的，以所述目標顆粒的位于所述片狀樣品內，與所述參考面相鄰的一側表面作為所述目標顆粒的測試面；沿所述鑲嵌試樣的與所述測試面相對的表面，朝向所述測試面的方向進行所述磨拋。

可選的，所述參考面與測試面之間具有夾角α，所述預設傾斜角度為β，所述參考面與所述測試樣品的磨拋面之間的目標夾角為θ，根據如下關系確定所述預設傾斜角度：β＝180°-α-θ。

可選的，所述測試樣品用于TDTR測試；所述目標角度的最大值θ_max滿足：θ≤θ_max，θ_max＝arctan(r/H)，其中，r為TDTR測試中采用的激光的光斑半徑，H為被測表面的形貌起伏的波峰至波谷的振幅。

可選的，所述被測表面的粗糙度小于等于60nm，所述振幅H范圍為200～250nm，光斑半徑r范圍為5～40μm，所述目標夾角θ范圍為0°～5°。

可選的，所述預設距離范圍為0～200nm。