CN115290539A - 一种使用x-ray检测导热界面材料的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用X‑RAY检测导热界面材料的装置及方法，具体方法包括如下步骤：S1、制作测试工装装置，将待测样品(4)放入到下盖板(2)上，在下盖板(2)四周边缘安装限厚部件(3)，然后再限厚部件(3)上放入上盖板(1)，再压合上盖板(1)和下盖板(2)，并通过固定部件(5)固定上盖板(1)和下盖板(2)；S2、使用X‑RAY设备观察待测样品在工装中的初始形貌；S3、将测试工装进行老化；S4、使用X‑RAY设备观测老化后样品在工装中的形貌；S5、根据样品初始和老化后的形貌对比，分析其抗开裂垂流性能。本发明方法相比传统方法，能够得到更多的测样品的形貌信息。
Description
技术领域
本发明属于导热界面材料抗开裂垂流性能检测领域，具体为一种使用X-RAY检测导热界面材料的装置及方法。
背景技术
导热界面材料常用于功率电子元器件与其散热装置界面之间的热传导，具有高导热、低热阻、填充性好的优点,包含导热硅脂、导热凝胶、导热粘接胶、导热垫片等。这类材料与散热器、电子元器件之间的结合力一般较弱，长期使用中可能存在导热界面材料垂流、偏移、开裂、气孔等问题，造成界面结合度降低，导热变差。因此，在使用导热界面材料时，其抗开裂垂流性能是一个重要的检测指标。
业界目前常用的开裂垂流测试方法是使用一块金属底板，一块玻璃盖板，将样品放置在中间，固定后进行老化观察。这种方法存在的问题是：盖板与实际使用的器件材料表面特性(如粗糙度、表面能等)差异很大，无法真实模拟使用情况；另一方面，人眼透过玻璃盖板只能观察到样品表面变化，无法看到样品内部的气孔等复杂情况，这在硅脂等制样时易混入气泡的样品中尤为突出，极容易造成测试结果偏差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种新的更加准确立体、贴合应用实际的导热界面材料抗开裂垂流性能检测的装置及方法。
本发明的技术方案如下：
一种使用X-RAY检测导热界面材料的装置及方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制作测试工装装置，将待测样品(4)放入到下盖板(2)上，在下盖板(2)四周边缘安装限厚部件(3)，然后再限厚部件(3)上放入上盖板(1)，再压合上盖板(1)和下盖板(2)，并通过固定部件(5)固定上盖板(1)和下盖板(2)；
S2、使用X-RAY设备观察待测样品在工装中的初始形貌；
S3、将测试工装进行老化；
S4、使用X-RAY设备观测老化后样品在工装中的形貌；
S5、根据样品初始和老化后的形貌对比，分析其抗开裂垂流性能。
进一步的，所述的X-RAY装置具有X射线扫描能力，在量程范围内可穿透上盖板，可实时输出二维或三维的清晰检测图像，能够发现微米级的样品缺陷。
进一步的，所述步骤S2具体将测试工装常温放置，或进行温度、湿度、冷热冲击、盐雾的组合测试。
进一步的，所述测试工装放置时，保持上盖板(1)和下盖板(2)处于竖直状态。
进一步的，所述的抗开裂垂流性能的分析是根据X-RAY扫描的图像，对比老化前后样品中的孔隙、裂纹、偏移、气孔等情况综合分析，还可测量偏移距离、开裂长度、气孔面积等参数进行数据化分析。
进一步的，所述测试样品为导热界面材料，包为导热硅脂、胶黏剂、垫片、粉料中的任一种。
进一步的，所述测试工装包括下盖板(2)，设置到所述下盖板(2)边缘的限厚部件(4)，放置到所述限厚部件(4)上的上盖板(1)，以及固定所述上盖板(1)和下盖板(2)的固定部件(5)。
进一步的，所述上盖板(1)和下盖板(2)为X射线可穿透的材料制成。
进一步的，所述限厚部件(3)厚度为0.1-1mm；所述固定部件(5)为G形夹或燕尾夹或螺丝螺母。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明使用的X-RAY装置，能够在不破坏装置组合状态的情况下，全面立体的展示装置内部待测样品的形貌，与目前常用的人眼观测方法相比，可得到更多的价值信息；
本发明使用的装置可根据导热界面材料的使用场景，灵活选择相应材质的盖板，更加贴合应用实际，与业内常用玻璃盖板法相比，避免了因材质差异引起的误差，更具备实用价值。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明测试工装的结构示意图；
图2是本发明测试工装的俯视图；
图3是本发明测试工装的方法流程图；
图4是样品一测试前后的X-RAY形貌图；
图5是样品二测试前后的X-RAY形貌图；
图6是样品三测试前后的X-RAY形貌图；
图中：1-上盖板；2-下盖板；3-限厚部件；4-待测样品；5-固定部件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1和图2，本发明测试工装包括下盖板2，设置到所述下盖板2边缘的限厚部件4，放置到所述限厚部件4上的上盖板1，以及固定所述上盖板1和下盖板2的固定部件5。
具体设置的时候，上盖板1和下盖板2可根据导热界面材料实际应用场景选用相应的材料(如铝、氧化铝、铜、合金、陶瓷、复合材料等)制作，尺寸也可根据需要灵活设计，但要厚度一致，密度均一，受压不可发生明显形变，同时使用的材料和尺寸设计要保证X射线可穿透(不可使用铅等高密度材料，装置厚度不可超出X-RAY设备量程)。
限厚部件3可根据需要选择垫片、限厚片、以及其他可达到限厚功能的结构件，要求使用耐高温、耐腐蚀、强度高的材料制作，测试时不可发生明显形变；
固定部件5可根据需要选择G形夹、燕尾夹、螺母螺丝、或其他可达到固定功能的装置，要求使用耐高温、耐腐蚀、强度高的材料制作，测试时不可发生明显形变。
待测样品4测试样品包括导热界面材料，为导热硅脂、含胶黏剂、垫片、粉料重的任意一种，待测样品4在放置到下盖板上时，尽量集聚成一小团，确保上盖板压下时样品扩散为规则的圆形，便于后续观察比较。
还包括X-RAY装置，X-RAY装置具有X射线扫描能力，在量程范围内可穿透大部分材料制作的盖板，可实时输出二维或三维的清晰检测图像，能够发现微米级的样品缺陷。
下面对测试方法做出具体的举例说明：测试用于某发热元器件外壳与散热器之间导热硅脂的抗开裂垂流性能。
测试工装、测试设备、测试样品准备：
(1)因该发热元器件外壳为铜合金，散热器材质为铝合金，所以下盖板选用的是的铜合金板，上盖板选用的铝合金板，尺寸均为80*80*2mm(长度*宽度*厚度)；
(2)因应用点的硅脂厚度在0.1mm以下，所以使用0.1mm厚的限厚垫片，此处选用规格为10*14*0.1mm(内径*外径*厚度)的不锈钢金属垫片；
(3)老化设备：高温烘箱；根据应用需求，老化条件设置为：125℃/7day；
(4)X-RAY设备：SEC公司的X-eye 5000N射线检测仪，缺陷分析精度可达到10微米，并可实时输出高质量清晰图像；
(5)测试样品：样品1、样品2、样品3。
测试步骤：
(1)取适量导热硅脂置于铜板中心位置，使其尽量积聚于一团，在铜板四周放置0.1mm厚的限厚垫片，然后盖上铝板并压紧，使用燕尾夹固定；
(2)将制作完成的工装置于X-RAY设备中，观察内部样品形貌，并保存图像等信息。理想的样品应呈规则圆形，内部无裂纹、无气泡等缺陷，如观察到的样品缺陷明显，说明制样存在问题，需要重新制样；
(3)将形貌合格的工装选取一侧竖直(与重力方向一致)放置于高温烘箱中，烘箱温度设置为125℃，老化7天，老化过程中，工装放置方向不可改变；
(4)取出老化后的工装置于X-RAY设备中，观察内部样品形貌，并保存图像等信息。着重关注样品有无开裂、垂流、气孔等缺陷；
(5)对比老化前后工装中样品的形貌，分析其抗开裂垂流性能。
观察说明说附图后面样品一、样品二、样品三前后的对比图，即可直接观察出样品的缺陷。
本发明至少具有以下优点：
本发明使用的X-RAY装置，能够在不破坏装置组合状态的情况下，全面立体的展示装置内部待测样品的形貌，与目前常用的人眼观测方法相比，可得到更多的价值信息；
本发明使用的装置可根据导热界面材料的使用场景，灵活选择相应材质的盖板，更加贴合应用实际，与业内常用玻璃盖板法相比，避免了因材质差异引起的误差，更具备实用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制作测试工装装置，将待测样品(4)放入到下盖板(2)上，在下盖板(2)四周边缘安装限厚部件(3)，然后再限厚部件(3)上放入上盖板(1)，再压合上盖板(1)和下盖板(2)，并通过固定部件(5)固定上盖板(1)和下盖板(2)；
S2、使用X-RAY设备观察待测样品在工装中的初始形貌；
S3、将测试工装进行老化；
S4、使用X-RAY设备观测老化后样品在工装中的形貌；
S5、根据样品初始和老化后的形貌对比，分析其抗开裂垂流性能。
2.根据权利要求1所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述的X-RAY装置具有X射线扫描能力，在量程范围内可穿透上盖板，可实时输出二维或三维的清晰检测图像，能够发现微米级的样品缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述步骤S2具体将测试工装常温放置，或进行温度、湿度、冷热冲击、盐雾的组合测试。
4.根据权利要求3所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述测试工装放置时，保持上盖板(1)和下盖板(2)处于竖直状态。
5.根据权利要求2所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述的抗开裂垂流性能的分析是根据X-RAY扫描的图像，对比老化前后样品中的孔隙、裂纹、偏移、气孔等情况综合分析，还可测量偏移距离、开裂长度、气孔面积等参数进行数据化分析。
6.根据权利要求1所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述测试样品为导热界面材料，包为导热硅脂、胶黏剂、垫片、粉料中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述测试工装包括下盖板(2)，设置到所述下盖板(2)边缘的限厚部件(4)，放置到所述限厚部件(4)上的上盖板(1)，以及固定所述上盖板(1)和下盖板(2)的固定部件(5)。
8.根据权利要求7所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述上盖板(1)和下盖板(2)为X射线可穿透的材料制成。
9.根据权利要求7所述的一种使用X-RAY检测导热界面材料的方法，其特征在于，所述限厚部件(3)厚度为0.1-1mm；所述固定部件(5)为G形夹或燕尾夹或螺丝螺母。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN207123431U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-03-20 | 天能电池集团有限公司 | 一种用于制作极板截面扫描电镜检测样品的工装 |
| CN108240988A (zh) * | 2017-06-23 | 2018-07-03 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 复合材料连接结构自然暴露试验结果评价方法 |
| CN208621453U (zh) * | 2018-07-19 | 2019-03-19 | 赛伦（厦门）新材料科技有限公司 | 一种导热界面材料老化测试装置 |
| WO2019223953A1 (de) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | Tesa Se | Kombination einer transparenten vollflächigen verkapselung mit einer (intransparenten) randverkapselung mit hohem gettergehalt |
| CN111426597A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-17 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种高压电机低阻防晕漆材料的寿命分析方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108240988A (zh) * | 2017-06-23 | 2018-07-03 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 复合材料连接结构自然暴露试验结果评价方法 |
| CN207123431U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-03-20 | 天能电池集团有限公司 | 一种用于制作极板截面扫描电镜检测样品的工装 |
| WO2019223953A1 (de) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | Tesa Se | Kombination einer transparenten vollflächigen verkapselung mit einer (intransparenten) randverkapselung mit hohem gettergehalt |
| CN208621453U (zh) * | 2018-07-19 | 2019-03-19 | 赛伦（厦门）新材料科技有限公司 | 一种导热界面材料老化测试装置 |
| CN111426597A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-17 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种高压电机低阻防晕漆材料的寿命分析方法 |
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