CN110057862A - 一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法与系统，包括：S1、根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；S2、以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；S3、获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。本发明解决了现有技术中缺乏接触热阻测量技术的问题，仅通过一元线性方程的简单计算，即可获得接触热阻值，简单方便。通过了解不同介质的接触热阻，可为PCB电路板的散热问题提供解决问题的途径，有效提高PCB电路板的散热性，维护系统稳定。
Description
技术领域
本发明涉及传热物理学技术领域，特别是一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法与系统。
背景技术
近年来，随着PCB电路板的集成度越来越高，器件布局以及走线越来越密集，PCB电路板的散热问题显得尤为重要，一块散热优良的PCB电路板无论从性能上还是从寿命上都要明显好于散热不佳者。
目前的PCB电路板，其散热的研究主要集中于设备散热上，包括添加散热片、添加风扇等散热系统等方式。但是，对于PCB电路板本身的散热，尤其是内层电源走线层的发热量也是不可忽略的，不仅会造成功耗增加，还会影响周边走线层的阻抗，引起信号失真。而如果要优化这个问题，一个是降低发热量，可以通过优化PCB走线或者优化阻抗来实现，目前技术已经比较成熟；二是要将这些热量快速传播出去，这就需要增大金属与介质、介质与介质之间的热导率，而目前此种技术还比较欠缺，因此，了解不同介质之间的接触热阻就尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法与系统，旨在解决现有技术中缺乏接触热阻测量技术的问题，通过了解不同介质的接触热阻，可为PCB电路板的散热问题提供解决问题的途径，有效提高PCB电路板的散热性，维护系统稳定。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法，所述方法包括以下步骤：
S1、根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；
S2、以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；
S3、获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。
优选地，所述热导率测试法为3-ω方法或瞬态热反射法。
优选地，所述总热阻包括接触热阻和介质的体热阻。
优选地，所述不同厚度介质在测试时处于已知体热组介质的下方。
本发明还提供了一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统，所述系统包括：
总热阻测试模块，用于根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；
线性拟合模块，用于以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；
接触热阻计算模块，用于获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。
优选地，所述热导率测试法为3-ω方法或瞬态热反射法。
优选地，所述总热阻包括接触热阻和介质的体热阻。
优选地，所述不同厚度介质在测试时处于已知体热组介质的下方。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明通过根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻，并以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线，获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻，从而实现接触热阻值的测试。本发明解决了现有技术中缺乏接触热阻测量技术的问题，仅通过一元线性方程的简单计算，即可获得接触热阻值，简单方便。通过了解不同介质的接触热阻，可为PCB电路板的散热问题提供解决问题的途径，有效提高PCB电路板的散热性，维护系统稳定。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法流程图；
图2为本发明实施例中所提供的一种接触热阻示意图；
图3为本发明实施例中所提供的一种不同厚度FR4材料热阻拟合图；
图4为本发明实施例中所提供的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统结构框图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法与系统进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法，所述方法包括以下步骤：
S1、根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；
S2、以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；
S3、获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。
两种不同介质之间接触热阻示意图如图2所示，介质1的体热阻已知。目前热阻的测试无法通过直接对接触热阻进行测量，只能测试出介质1下方的总热阻，包括接触热阻和介质2的体热阻。因此只能通过间接获取的方式来得到接触热阻的值。
准备若干个不同厚度的介质2待测样品，通过3-ω方法或瞬态热反射法等热导率测试法可以测得每个厚度的介质2样品的总热阻，然后进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线，由于接触热阻不随样品厚度变化而变化，因此，此曲线的反向延长线与纵轴的交点即为接触热阻。
采用有限元仿真工具进行仿真，以铜和FR4材料的接触为例，进行仿真说明。
如图3所示，分别仿真FR4材料的厚度为70um、90um、110um、130um、150um五个样品的体热阻，对该5个点作图，从图中可以看出，拟合的函数为：
y＝0.01865x+0.1325
可知接触热阻为0.1325×10-7m2KW-1。
采用同样的方法可以测得其他板材与任何金属之间的接触热阻。
本发明实施例通过根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻，并以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线，获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻，从而实现接触热阻值的测试。本发明解决了现有技术中缺乏接触热阻测量技术的问题，通过了解不同介质的接触热阻，可为PCB电路板的散热问题提供解决问题的途径，有效提高PCB电路板的散热性，维护系统稳定。
如图4所示，本发明实施例还公开了一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统，所述系统包括：
总热阻测试模块，用于根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；
线性拟合模块，用于以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；
接触热阻计算模块，用于获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。
目前热阻的测试无法通过直接对接触热阻进行测量，只能测试出介质1下方的总热阻，包括接触热阻和介质2的体热阻。因此只能通过间接获取的方式来得到接触热阻的值。
准备若干个不同厚度的介质2待测样品，通过3-ω方法或瞬态热反射法等热导率测试法可以测得每个厚度的介质2样品的总热阻，然后进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线，由于接触热阻不随样品厚度变化而变化，因此，此曲线的反向延长线与纵轴的交点即为接触热阻。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；
S2、以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；
S3、获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。
2.根据权利要求1所述的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法，其特征在于，所述热导率测试法为3-ω方法或瞬态热反射法。
3.根据权利要求2所述的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法，其特征在于，所述总热阻包括接触热阻和介质的体热阻。
4.根据权利要求3所述的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的方法，其特征在于，所述不同厚度介质在测试时处于已知体热组介质的下方。
5.一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统，其特征在于，所述系统包括：
总热阻测试模块，用于根据热导率测试法测试不同厚度介质的总热阻；
线性拟合模块，用于以厚度为横坐标，总热阻为纵坐标，进行线性拟合，得到一元线性拟合曲线；
接触热阻计算模块，用于获取一元线性拟合曲线的反向延长线与纵轴的交点的纵坐标值作为接触热阻。
6.根据权利要求5所述的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统，其特征在于，所述热导率测试法为3-ω方法或瞬态热反射法。
7.根据权利要求6所述的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统，其特征在于，所述总热阻包括接触热阻和介质的体热阻。
8.根据权利要求7所述的一种使用一元线性回归方程测试接触热阻的系统，其特征在于，所述不同厚度介质在测试时处于已知体热组介质的下方。
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