CN2745066Y

CN2745066Y - 热传导系数测量装置

Info

Publication number: CN2745066Y
Application number: CN 200420088475
Authority: CN
Inventors: 张俊毅
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2014-09-17

Abstract

一种热传导系数测量装置，其包括：一基座；一光学尺滑轨固定设置于基座上，该光学尺滑轨进一步包括两相互平行且相隔一定距离的竖直轨道及固定于两竖直轨道顶部且与竖直轨道垂直的固定杆；一平台设置于该光学尺滑轨上，该平台可沿着该光学尺滑轨的竖直轨道上下滑动；一推动装置设置于上述基座与平台之间；一测量装置固定设置于平台上，该测量装置进一步包括一绝热桶，该绝热桶内由下至上依次设置有一承载部，一扣合部及一密封活塞；及一扣合力测量器，该扣合力测量器固定于上述光学尺滑轨的固定杆上；其中至少一光学尺滑轨的竖直轨道上设置有一光学刻度尺，平台上设置有一光学读取装置与光学刻度尺相对应。

Description

热传导系数测量装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种热传导系数测量装置，尤其涉及一种热介面材料的热传导系数测量装置。

【背景技术】

随着半导体集成电路不断在改进、发展，电路集成程度越来越高，热介面材料(Thermal Interface Material，TIM)的应用也越来越广泛。然而，决定热介面材料性能的最基本参数为热传导系数，如何才能准确地测量热介面材料的热传导系数对热介面材料的发展起到了非常重要的作用。

热介面材料在做热传导系数测量时，其热传导系数系热传距离的函数，其关系式如下所示：

K = \frac{Q \times L}{A \times (T_{1} - T_{2})}

其中，K为热传导系数；Q为热流量(Heat Flow Rate)；A为热传导方向的横截面积；L为热传导距离，即热介面材料的厚度；T1、T2分别为热介面材料的两介面的温度。

根据热传导系数的关系式，为得到精确的热传导系数，热介面材料的面积与厚度大小必须于实验时能够准确测出。

然而，在测量热介面材料的热传导系数时，现行的量测方法皆以两块铜块将热介面材料以一定的扣合力道夹住(模仿热介面材料的实际应用情形)，此时，热介面材料的厚度仅约为0.07毫米，一般仪器不易准确测出其实际数值。即无法精确量测热介面材料在受到扣合力之后的实际厚度，因此，在推算热介面材料的热传导系数时会产生较大误差。

因此，提供一种能够克服以上缺点，能够准确测量热介面材料的厚度，从而能够精确热传导系数的热传导系数测量装置十分必要。

【实用新型内容】

为解决现有技术的技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够能够精确控制扣合力大小，准确测量热传导系数的热传导系数测量装置。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种热传导系数测量装置，其包括：一基座；一光学尺滑轨固定设置于基座上，该光学尺滑轨进一步包括两相互平行且相隔一定距离的竖直轨道及固定于两竖直轨道顶部且与竖直轨道垂直的固定杆；一平台设置于该光学尺滑轨上，该平台可沿着该光学尺滑轨的竖直轨道上下滑动；一推动装置设置于上述基座与平台之间；一测量装置固定设置于平台上，该测量装置进一步包括一绝热桶，该绝热桶内由下至上依次设置有一承载部，一扣合部及一密封活塞；及一扣合力测量器，该扣合力测量器固定于上述光学尺滑轨的固定杆上；其中至少一光学尺滑轨的竖直轨道上设置有一光学刻度尺，平台上设置有一光学读取装置与光学刻度尺相对应。

与现有技术相比较，本实用新型的热传导系数测量装置具有如下优点：其一，采用光学尺能够精确测量出热介面材料的实际厚度，有助于准确推算热传导系数；其二，不必重新设计量测平台，只需于原有量测平台上增加光学尺，即可利用光学尺高精度的特性量测出热介面材料的厚度；其三，采用直接量测平台移动距离的方式得到热介面材料的厚度，因而不必担心热介面材料的厚度受到扣合力影响而产生的误差。

【附图说明】

图1是本实用新型第一实施例的热传导系数测量装置的示意图。

图2是本实用新型第二实施例的热传导系数测量装置的示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1，本实用新型提供一种热传导系数测量装置10，其包括：一基座11；一“ㄇ”形光学尺滑轨12固定设置于基座上，该光学尺滑轨12进一步包括一对相互平行且相隔一定距离的竖直轨道121，122以及固定于两竖直轨道121，122顶部且与之垂直的固定杆123。该竖直轨道121，122与基座11垂直，固定杆123与基座11平行。其中，至少该竖直滑轨121，122其中之一上进一步设置有一光学刻度尺；一平台13设置于基座11上方，该平台13可以沿着竖直滑轨121，122长度方向上下滑动，两竖直轨道均与平台13垂直。该平台13上进一步设置有一光学读取装置(图未示)，该光学读取装置与光学刻度尺相对应并可用于读取光学刻度尺的坐标刻度。另外，该光学读取装置还可以外接一坐标显示屏(图未示)，用于显示通过该光学读取装置所读取的光学刻度尺的刻度，该刻度即为平台13所在位置的坐标刻度。一推动装置14设置于平台13与基座11之间，通过推动装置14的作用可使得平台13沿着竖直轨道上下滑动到所需位置。一测量装置15设置于平台13上，并可随其一起运动，该测量装置15主要是由一绝热桶151及其内部由下至上依次设置的一承载部152，一扣合部153及一密封活塞154组成，用于测量热流量Q、面积A及温度差(T1-T2)。该承载部152与扣合部153是采用高热导金属材料制成，本实施例均采用金属铜。该承载部152进一步包括一承载平面，该扣合部153进一步包括一扣合平面与承载平面相对应。待测的热介面材料17设置于承载部152的承载平面。另外，该承载部152的底部进一步设置有一加热器(图未示)，用于提供热量并通过承载部152传递至热介面材料17，从而能够测量该热介面材料17的热传导系数。为防止热量散失，该密封活塞154与绝热桶151采用绝热材料制成，密封活塞154可相对于绝热桶151作上下移动，其与推动装置14一起配合施加一固定的扣合力于热介面材料17以确保热传导系数测量的准确性；一扣合力测量器16固定于光学尺滑轨12顶部的固定杆123上，其测力端161与密封活塞154相接触，用于测量扣合力的大小。

应用时，可将待测的热介面材料17置于测量装置15内承载部152与扣合部153之间。为了能在测量热介面材料热传导系数的同时够准确测得该热介面材料的厚度，具体的测量步骤如下：首先，在涂敷热介面材料以前通过推动装置14提供一向上的推力于平台，通过扣合力测量器16量测得到一确定的作用力大小，该作用力即为承载部152与扣合部153之间的扣合力大小，同时，通过设置于平台13上的光学读取装置读取此时平台于光学尺的第一坐标刻度；然后，将热介面材料17涂敷于测量装置15内承载部152上，通过推动装置14的向上推力作用，通过扣合力测量器16测量、并控制推动装置14得到同样大小作用力即可确保扣合力大小不变，此时，再通过设置于平台13上的光学读取装置读取此时平台于光学尺的第二坐标刻度；两次量测得到的坐标刻度差即为试验中热介面材料的准确厚度L；最后，利用测量装置15按照传统的方式测得热流量Q，测量热介面材料17两端的温度差T1-T2，以及热介面材料17的面积A，于是，根据热传导系数的关系式即可准确推算出该热介面材料17的热传导系数。

请参阅图2，本实用新型的第二实施方式的热传导系数测量装置20是将测量装置25直接设置于基座21上，同时，固定有扣合力测量器26的光学尺滑轨的固定杆223可沿着光学尺滑轨22的竖直轨道221，222上下滑动。光学刻度设置于至少一竖直滑轨上，与之相对应的光学读取装置设置于固定杆223上。应用时，在涂敷热介面材料27前后可通过施加一向下的作用力于固定杆223，同时通过扣合力测量器26测量使得能够提供给热介面材料27一固定扣合力大小。此时，通过光学读取装置读取涂敷热介面材料27前后固定杆223于光学刻度尺的坐标刻度，该刻度差即为该热介面材料27的厚度。进一步地，即可根据热传导系数的关系式准确推算出该热介面材料27的热传导系数。

本领域技术人员应当明白，本实用新型的重点在于利用光学尺配合测量装置15，25精确测量热介面材料于一定扣合力作用下的厚度(可以表示为L)，而热通量Q、面积A以及热介面材料两侧的温度差T1-T2的测量则是现有技术，故，在此实施方式中，测量装置15，25的详细结构及其测量步骤并未详细描述。

本实用新型中所采用的光学尺的测量精度可达1微米以下，一般测量时的热介面材料的厚度为0.07毫米，因此，光学尺的精度足以满足要求。

本实用新型的热传导系数测量装置具有如下优点：其一，采用光学尺能够精确测量出热介面材料的实际厚度，有助于准确推算热传导系数；其二，不必重新设计量测平台，只需于原有量测平台上增加光学尺，即可利用光学尺高精度的特性量测出热介面材料的厚度；其三，采用直接量测平台移动距离的方式得到热介面材料的厚度，因而不必担心热介面材料的厚度受到扣合力影响而产生的误差。

Claims

1.一种热传导系数测量装置，其包括：一测量装置，该测量装置进一步包括一绝热桶，该绝热桶内由下至上依次设置有一承载部及一扣合部，其特征在于该热传导系数测量装置进一步包括一基座；一光学尺滑轨固定设置于基座上，该光学尺滑轨进一步包括两相互平行且相隔一定距离的竖直轨道及固定于两竖直轨道顶部且与竖直轨道垂直的固定杆；一平台设置于该光学尺滑轨上，该平台可沿着该光学尺滑轨的竖直轨道上下滑动；一推动装置设置于上述基座与平台之间，用以提供作用力使该平台沿竖直轨道滑动；上述测量装置固定设置于平台上，该测量装置进一步包括一密封活塞设置于扣合部上，该密封活塞可相对于测量装置上下运动；及一扣合力测量器，该扣合力测量器固定于上述光学尺滑轨的固定杆上，该扣合力测量器进一步包括一测力端，该测力端与上述密封活塞相接触；其中至少一光学尺滑轨的竖直轨道上设置有一光学刻度尺，平台上设置有一光学读取装置与光学刻度尺相对应。

2.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该承载部底部进一步包括一加热器。

3.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该承载部与扣合部分别包括互相对应的承载平面与扣合平面。

4.一种热传导系数测量装置，其包括：一测量装置，该测量装置进一步包括一绝热桶，该绝热桶内由下至上依次设置有一承载部及一扣合部，其特征在于该热传导系数测量装置进一步包括一基座；一光学尺滑轨固定设置于基座上，该光学尺滑轨进一步包括两相互平行且相隔一定距离的竖直轨道及位于两竖直轨道顶部并与之垂直且能够沿着竖直轨道上下滑动的固定杆；上述测量装置固定设置于基座上，该测量装置进一步包括一密封活塞设置于扣合部上，该密封活塞可相对于测量装置上下运动；及一扣合力测量器，该扣合力测量器固定于上述光学尺滑轨的固定杆上，该扣合力测量器进一步包括一测力端，该测力端与上述密封活塞相接触；其中至少一光学尺滑轨的竖直轨道上设置有一光学刻度尺，光学尺滑轨的固定杆上设置有一光学读取装置与光学刻度尺相对应。

5.如权利要求4所述的热传导系数测量装置，其特征在于该承载部底部进一步包括一加热器。

6.如权利要求4所述的热传导系数测量装置，其特征在于该承载部与扣合部分别包括互相对应之承载平面与扣合平面。