產(chǎn)品說明
材料熱物性研究中，熱傳導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率、熱浸透率是可以藉由計算公式互相帶算出來的。例如：當(dāng)量測到熱擴(kuò)散率數(shù)值時，若已知材料的密度便可帶算出熱傳導(dǎo)率，若已知材料的比熱容便可帶算出熱浸透率。
Bethel公司的熱波分析儀採用點雷射方法對樣品做周期性加熱，使得樣品表面形成熱波，並用輻射溫度計測得熱波，屬於非接觸是量測方式，此方式已在2018年獲得JIS R7240標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn)。
TA-35對於材料熱擴(kuò)散的量測，可量測垂直Z方向、水平XY方向熱擴(kuò)散，使用點雷射加熱方式，可以對樣品做小面積掃描量測，以幫助分析面積範(fàn)圍內(nèi)材料熱擴(kuò)散均一性。
等晶片需要石墨稀散熱材料提高散熱效能，TA-35已獲得大廠認(rèn)可做為石墨稀散熱片熱擴(kuò)散測試基準(zhǔn)。
特色
- 非接觸式雷射對樣品加溫方式，量測材料水平及垂直方向熱擴(kuò)散。
- 無需專用治具，樣品厚度均一即可，形狀大小精度無限制。
- 樣品可連續(xù)掃描，數(shù)據(jù)可整合成3D MAP，方便判讀材料熱擴(kuò)散均一性。
- 樣品厚度數(shù)十um就可測試，測試材料從低導(dǎo)熱PI材料到高導(dǎo)熱單晶鑽石皆可測試。
規(guī)格
| 量測功能 | 材料熱擴(kuò)散率 |
|---|---|
| 量測範(fàn)圍 | 0.1 ~ 1,000 [ x10-6m2s-1] |
| 輸出數(shù)據(jù) | 頻率、距離、振幅、相位、厚度 [TXT格式] |
| 量測模式 | 面內(nèi)、面外、分布 |
| 雷射加熱器 | 波長808nm、1.5W |
| 輻射溫度計 | 元素InSb |
| 降溫方式 | 液態(tài)氮降溫 |
| 量測溫度 | 常溫 |
| 量測頻率 | 0.01 Hz ~ 100 kHz |
| 高溫量測 | RT ~ 300℃ 選配 |
| 測試樣品尺寸 | 10 x 10 x 0.015 ~ 100 x 100 x 2 mm |
| 樣品載臺規(guī)格 | XY ±10mm |
| 偵測載臺規(guī)格 | XY ±5mm |
| 主機(jī)尺寸 | 約56 cm W x 74 cm D x 69 cm H |
| 重量 | 約 90 公斤 |
| 電源 | 100 VAC – 240 VAC，50/60 Hz 自動切換通用輸入， 5 A |
| 操作環(huán)境 | 溫度20 ~ 35℃ 濕度20~80% RH |
銅和銀 熱擴(kuò)散率測定（各種厚度）
從圖表中能得知Cu與Ag在不同厚度的量測數(shù)據(jù)均雷同，且與文獻(xiàn)值差異不大。
多層石墨片 熱擴(kuò)散率測定（厚度=190μm）
考慮到雷射強(qiáng)度，多層石墨板的熱擴(kuò)散率為7.2x10-4m2s-1，實測數(shù)據(jù)與設(shè)計值7～8x10-4m2s-1相吻合
碳纖樹脂複合材料熱擴(kuò)散率的測定
量測3D圖，導(dǎo)熱係數(shù)的均勻性可以用3D圖形表示，更容易判別。
即使使用相同的樹脂，不一樣的成型條件和模具形狀，導(dǎo)熱係數(shù)也會發(fā)生變化，利用TA獨特的3D繪圖表示，能夠了解到產(chǎn)品在不同方向的熱分佈。
機(jī)能材料TIM熱擴(kuò)散率分佈的測量
該圖為某電池大廠（日商）的3D Mapping
圖為使用TA-35材料熱擴(kuò)率散測試儀來量測目前電池產(chǎn)業(yè)中非常重要的薄膜電池。此為金屬膜與陶瓷或樹脂的兩層貼合而成的薄膜，透過3D Mapping分佈測量法所量測出在特定面積中熱擴(kuò)散率分布的圖形，從此圖形中可評估多層材料在固定面積中的貼合狀況，可判定是否存在缺陷以及材料的均勻性。
CPU中 TIM材量測範(fàn)例
由於層壓材料TIM是通過堆疊具有不同熱傳導(dǎo)率的材料所製成,因此成品的熱傳導(dǎo)率將會根據(jù)黏附的均勻性發(fā)生各種不一樣的變化,但是量測層壓材料TIM的熱傳導(dǎo)率一直都是非常困難的,這也是開發(fā)時所關(guān)注的重點之一。
TA-35是透過連續(xù)量測垂直向的相位延遲來取得正相關(guān)的熱傳導(dǎo)率。不僅適用於材料熱性能評價，也適用於零件的缺陷檢查以及均勻性確認(rèn)。
CPU組成
TIM材 密著度範(fàn)例
樣品量測 A
IRMM 認(rèn)證材料玻璃陶瓷(Al2O3-TiC)
熱擴(kuò)散率1.87x10-6m2s-1 (298K)
面外量測
(1)測量值：1.91x10-6m2s-1
(2)實測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差±2%
(3)認(rèn)證值：1.87x10-6m2s-1
(4)厚度：335μm 直徑：25mm
面內(nèi)量測
(1)測量值：1.82x10-6m2s-1
(2)實測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差±3%
(3)認(rèn)證值：1.87x10-6m2s-1
(4)厚度：335μm 直徑：25mm
樣品量測 B
NMIJ 陶瓷，熱擴(kuò)散率9.51x10-6m2s-1 (300K)
面外量測
(1)測量值：9.18x10-5m2s-1
(2)實測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差±1%
(3)認(rèn)證值：9.25x10-5m2s-1
(4)厚度：1020μm 直徑：10mm
面內(nèi)量測
(1)測量值：9.25x10-5m2s-1
(2)實測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差±0%
(3)認(rèn)證值：9.25x10-5m2s-1
(4)厚度：1020μm 直徑：10mm
樣品量測 C
同向性石墨（透過NMIJ校準(zhǔn)的閃光法量測）
熱擴(kuò)散率92.5x10-6m2s-1 (298K)
面外量測
(1)測量值：9.79x10-6m2s-1
(2)實測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差±3%
(3)認(rèn)證值：9.51x10-6m2s-1
(4)厚度：1048μm 直徑：10mm
面內(nèi)量測
(1)測量值：9.04x10-6m2s-1
(2)實測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差±5%
(3)認(rèn)證值：9.51x10-6m2s-1
(4)厚度：1048μm 直徑：10mm
(1) 關(guān)於面內(nèi)方向上的熱擴(kuò)散率，顯示了此分析方法中有考慮樣品的厚度和方向上的熱擴(kuò)散率。
(2) 從對玻璃陶瓷，Al2O3-TiC和各向同性石墨進(jìn)行了測量，其結(jié)果量測值和文獻(xiàn)值相吻合。
(3) 量測過程中呈現(xiàn)了點週期性加熱輻射測溫法的驗證方法
(4) 採用新型點量測方式，可用分佈測量法評估樣品缺陷和不均勻性
