專利名稱：熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，尤其涉及一種熱介面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路不斷在改進、發(fā)展，電路集成程度越來越高，熱介面材料(Thermal Interface Material，TIM)的應(yīng)用亦越來越廣泛。然而，決定熱介面材料性能的最基本參數(shù)為熱傳導(dǎo)系數(shù)，如何才能準確地測量熱介面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)對熱介面材料的發(fā)展起到了非常重要的作用。
熱介面材料在做熱傳導(dǎo)系數(shù)測量時，其熱傳導(dǎo)系數(shù)是熱傳距離的函數(shù)，其關(guān)系式如下所示K=Q×LA×(T1-T2)]]>其中，K為熱傳導(dǎo)系數(shù)；Q為熱流量(Heat Flow Rate)；A為熱傳導(dǎo)方向的橫截面積；L為熱傳導(dǎo)距離，即熱介面材料的厚度；T1、T2分別為熱介面材料的兩介面的溫度。
傳統(tǒng)熱介面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)測試方式的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其利用一個熱通量產(chǎn)生器(Dummy Heater)5來產(chǎn)生熱，再以熱的良導(dǎo)體(如純銅塊)4a傳遞到測試平面，在測試平面上均勻涂上受測的熱介面材料3，再以一面積大小相同的純銅塊4b壓住，讓熱透過熱介面材料3傳遞到另一塊銅塊4b，并設(shè)計冷卻裝置2將熱帶走，整個系統(tǒng)系通過絕熱塊6a、6b等其它絕熱方式防止熱量散失，從而確保熱傳導(dǎo)系數(shù)測量的準確性。
然而，在測量熱介面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)時，扣合力大小是一個很重要的參數(shù)。所謂扣合力，是圖1中兩銅塊所受外加推力的總和，由于扣合力大小將直接影響到熱介面材料的厚度，以及與兩導(dǎo)熱銅塊的熱接觸面積。其值大小會間接影響到測試結(jié)果，因此在測試時必須準確控制。
目前測量熱介面材料熱傳導(dǎo)系數(shù)的測試平臺根據(jù)兩塊銅塊擺設(shè)的方式對扣合力的影響可分為立式測試平臺及橫式測試平臺。立式測試平臺如圖1所示，其優(yōu)點為扣合力不受摩擦力的影響，缺點為系統(tǒng)本身的重力會影響到扣合力大小。橫式平臺的優(yōu)點為重力不會影響扣合力，缺點為扣合力會受到摩擦力的影響。
因此，提供一種能夠克服以上摩擦力與重力的影響，能夠精確控制扣合力大小的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置十分必要。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種能夠能夠精確控制扣合力大小，準確測量熱傳導(dǎo)系數(shù)的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型提供一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其包括一承載部，該承載部包括一第一絕熱塊，該第一絕熱塊內(nèi)部包括一加熱器及與該加熱器緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊，該第一導(dǎo)熱塊部分延伸出該第一絕熱塊且形成一承載平面；一扣合部，該扣合部包括一第二絕熱塊，該第二絕熱塊內(nèi)部包括復(fù)數(shù)導(dǎo)熱信道及與該導(dǎo)熱信道熱連接的一第二導(dǎo)熱塊，該第二導(dǎo)熱塊部分延伸出該第二絕熱塊且形成一扣合平面與上述承載平面相對應(yīng)；以及一個彈性元件設(shè)置于承載部與扣合部之間，以抵消扣合部的重力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置具有如下優(yōu)點其一，本實用新型的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置是立式平臺，因而無需考慮摩擦力對測試造成的影響；其二，根據(jù)本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的力平衡分析，可以計算出扣合力大小與彈簧彈力間的關(guān)系式，有利于扣合力大小的控制，解決立式平臺受重力影響的先天缺點；其三，本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，所使用材料成本低，且無需復(fù)雜的控制裝置，更可以根據(jù)不同的扣合力范圍，使用不同彈性系數(shù)的彈簧，具有很好的實用性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的示意圖。
圖2是本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的示意圖。
圖3是本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的力平衡的示意圖。
具體實施方式下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
請參閱圖2，本實用新型提供一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置10，其包括一承載部11，一扣合部12及多個彈簧13位于承載部11與扣合部12之間。承載部11進一步包括一第一絕熱塊111，該第一絕熱塊111內(nèi)部包括一加熱器112及與該加熱器112緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊113。該第一導(dǎo)熱塊113的剖面為“凸”形，凸出部分延伸出該第一絕熱塊111形成一承載平面1131。該第一導(dǎo)熱塊113通過一第一熱擴散面1132與加熱器112接觸，第一熱擴散面1132的面積大于承載平面1131，用于更好地傳遞加熱器112的熱量。該扣合部12包括一第二絕熱塊121，該第二絕熱塊121內(nèi)部包括至少一個導(dǎo)熱通道15及與該導(dǎo)熱通道15熱連接的一第二導(dǎo)熱塊123。該第二導(dǎo)熱塊的剖面為“凸”形，凸出部分延伸出該第二絕熱塊121且形成一扣合平面1231與上述承載平面1131相對應(yīng)。該第二導(dǎo)熱塊123通過一第二熱擴散面1232與導(dǎo)熱通道15熱連接，該第二熱擴散面1232的面積大于扣合平面1231，用于更好地將熱量傳遞至導(dǎo)熱通道15，擴大散熱面積與效果。該導(dǎo)熱通道15可進一步熱連接外接散熱裝置(圖未示)，用于散發(fā)系統(tǒng)熱量，本實用新型的外接散熱裝置包括散熱器或水冷散熱裝置。其中，上述承載平面1131與扣合平面1231相互平行且面積相等。另外，本實施例采用兩個彈性系數(shù)相同的彈簧置于承載部11與扣合部12之間，使得承載平面1131與扣合平面1231之間留有一間隙用于放置熱介面材料。當然也可根據(jù)需要采用多個彈簧置于承載部11與扣合部12之間。在測量時可將待測的熱介面材料14置于承載平面1131上，以扣合部12的扣合平面1231進行扣合，使得熱介面材料14分別與承載平面1131及扣合平面1231緊密熱接觸，確保熱傳導(dǎo)系數(shù)測量的準確性。
本實用新型的熱介面材料14選自導(dǎo)熱膏、相變材料、奈米材料。本實施例的熱介面材料14是采用導(dǎo)熱銀膠，通過均勻涂抹的方式使其完全覆蓋整個承載平面1131。本實用新型的導(dǎo)熱塊113、123是采用高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬材料，本實施例是采用銅塊作為導(dǎo)熱塊。
請參閱圖3，是本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的力平衡示意圖，由圖中可以看出，本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的力平衡關(guān)系式為F+f1＝f2+f3+f4；其中，F(xiàn)為外部施加的壓力，f1為扣和部的重量，f2、f3為彈簧彈力，f4為扣合力。根據(jù)該關(guān)系式可以得到該扣合力的大小為
f4＝F+f1-f2-f3。
由此關(guān)系式可以看出，扣合力f4的大小與彈簧力f2、f3有直接關(guān)系，可以通過選擇不同彈性系數(shù)的彈簧來控制扣合力f4的大小。
請再參閱圖2，本實用新型的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置10在應(yīng)用時，是將待測的熱介面材料14置于承載平面1131上，再以扣合平面1231扣合。由于使用彈簧13置于承載部11與扣合部12之間，彈力將抵消整個系統(tǒng)的重力。也可以理解彈簧也可以用其他彈性元件代替，只要其彈力能抵消系統(tǒng)的重力即可。測量時，不僅能夠使得熱介面材料14分別與承載平面1131及扣合平面1231緊密接觸，同時能夠排除重力對扣合力的影響，通過控制外部施加的壓力，從而能夠精確地控制實際扣合力的大小。
本實用新型的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置具有如下優(yōu)點其一，本實用新型的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置是立式平臺，因而無需考慮摩擦力對測試造成的影響；其二，根據(jù)本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置的力平衡分析，可以計算出扣合力大小與彈簧彈力間的關(guān)系式，有利于扣合力大小的控制，解決立式平臺受重力影響的先天缺點；其三，本實用新型熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，所使用材料成本低，且無需復(fù)雜的控制裝置，更可以根據(jù)不同的扣合力范圍，使用不同彈性系數(shù)的彈簧，具有很好的實用性。
權(quán)利要求1.一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其包括一承載部，該承載部包括一第一絕熱塊，該第一絕熱塊內(nèi)部包括一加熱器及與該加熱器緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊，該第一導(dǎo)熱塊部分延伸出該第一絕熱塊且形成一承載平面；及一扣合部，該扣合部包括一第二絕熱塊，該第二絕熱塊內(nèi)部包括多個導(dǎo)熱信道及與該導(dǎo)熱信道熱連接的一第二導(dǎo)熱塊，該第二導(dǎo)熱塊部分延伸出該第二絕熱塊且形成一扣合平面與上述承載平面相對應(yīng)；其特征在于，該熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置進一步包括至少一個彈性元件設(shè)置于承載部與扣合部之間。
2.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該彈性元件為彈簧。
3.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊為“凸”形，凸出部分分別延伸出第一絕熱塊與第二絕熱塊形成承載平面與扣合平面。
4.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該扣合平面與承載平面相互平行，且面積相等。
5.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該導(dǎo)熱通道進一步熱連接外接散熱裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該外接散熱裝置包括散熱器或水冷散熱裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊為高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬塊。
8.如權(quán)利要求7所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其特征在于該金屬塊為銅塊。
專利摘要一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測量裝置，其包括一承載部，該承載部包括一第一絕熱塊，該第一絕熱塊內(nèi)部包括一加熱器及與該加熱器緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊，該第一導(dǎo)熱塊部分延伸出該第一絕熱塊且形成一承載平面；一扣合部，該扣合部包括一第二絕熱塊，該第二絕熱塊內(nèi)部包括多個導(dǎo)熱通道及與該導(dǎo)熱通道熱連接的一第二導(dǎo)熱塊，該第二導(dǎo)熱塊部分延伸出該第二絕熱塊且形成一扣合平面與上述承載平面相對應(yīng)；及至少一個彈性元件設(shè)置于承載部與扣合部之間，以抵消扣合部的重力。
文檔編號G01N25/18GK2731446SQ200420083518
公開日2005年10月5日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者張俊毅 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司