專利名稱：熱傳導(dǎo)性能量測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)性能量測裝置，尤其涉及一種熱界面材料的熱傳導(dǎo)性能量測裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體器件集成工藝的快速發(fā)展，半導(dǎo)體器件集成化程度越來越高，然而，器件體積變得越來越小，其對散熱的需求越來越高，已成為一個(gè)越來越重要的問題。為滿足該需要，風(fēng)扇散熱、水冷輔助散熱和熱管散熱等各種散熱方式被廣泛運(yùn)用，并取得了一定的散熱效果，但因散熱器和熱源的接觸界面不平整，一般相互接觸面積不到2％，沒有一個(gè)理想的接觸界面，從根本上影響了半導(dǎo)體器件向散熱器傳遞熱量的效果，因此，傳統(tǒng)的散熱器通過在散熱器和半導(dǎo)體器件之間增加一導(dǎo)熱系數(shù)較高的熱界面材料以增加界面接觸面積，提高半導(dǎo)體器件和散熱器間的熱傳遞效率。
因此，熱界面材料的熱傳導(dǎo)性能對半導(dǎo)體器件和散熱器間的熱傳遞效果影響極大。在熱界面材料的開發(fā)過程中，實(shí)驗(yàn)量測其熱傳導(dǎo)性能是不可缺少的一項(xiàng)重要步驟，每種不同配方的熱界面材料在調(diào)配出來后都會先進(jìn)行熱傳導(dǎo)性能的實(shí)驗(yàn)量測，確定其是否滿足需求。因此，如何才能準(zhǔn)確地量測熱界面材料的熱傳導(dǎo)性能對熱界面材料的發(fā)展起到非常重要的作用。
熱界面材料的熱阻和熱傳導(dǎo)系數(shù)是熱界面材料性能的基本參數(shù)，其計(jì)算公式如下K=Q×LA×(T1-T2)]]>θ=A×(T1-T2)Q]]>其中，K為熱傳導(dǎo)系數(shù)；θ為熱阻；Q為熱流量；A為熱傳導(dǎo)方向的橫截面積；L為熱傳導(dǎo)距離，即熱界面材料的厚度；T1、T2分別為熱界面材料的兩界面的溫度。
現(xiàn)有技術(shù)提供一種熱界面材料量測裝置，該裝置量測熱界面材料熱阻的方法是在一絕熱環(huán)境中，兩銅塊以固定壓力夾著熱界面材料，一端為加熱端另一端為冷卻端，藉由熱電偶量測熱界面材料兩端的溫度以求得溫差，并通過卡尺量測兩銅塊之間的距離得出熱界面材料厚度。然后通過熱傳導(dǎo)的關(guān)系式推算即可得出該熱界面材料的熱阻和熱傳導(dǎo)系數(shù)。然而，由于熱界面材料一般厚度很小，因此很難準(zhǔn)確量測其厚度，從而難以準(zhǔn)確測出熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
有鑒于此，提供一種能準(zhǔn)確量測熱界面材料熱傳導(dǎo)系數(shù)的熱傳導(dǎo)性能量測裝置實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實(shí)施例說明一種能準(zhǔn)確量測熱界面材料熱傳導(dǎo)系數(shù)的熱傳導(dǎo)性能量測裝置。
一種熱傳導(dǎo)性能量測裝置，用于熱界面材料量測，其包括一加熱部和一冷卻部，所述加熱部和冷卻部分別具有一承載平面，所述承載平面之間形成一縫隙；以及一顯微鏡和一數(shù)碼相機(jī)，所述顯微鏡用于放大所述承載平面間縫隙，所述數(shù)碼相機(jī)用于拍攝經(jīng)所述顯微鏡放大后的承載平面間縫隙。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的實(shí)施例提供的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，利用一顯微鏡和一數(shù)碼相機(jī)配合，由顯微鏡放大承載平面間縫隙寬度，然后通過數(shù)碼相機(jī)拍攝放大后的承載平面間縫隙寬度來測出熱界面材料的厚度，從而可以減小熱界面材料厚度量測時(shí)的誤差，準(zhǔn)確地測出熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的熱傳導(dǎo)性能量測裝置示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請參閱圖1，為本實(shí)施例提供的熱傳導(dǎo)性能量測裝置1，其包括一加熱部10和一冷卻部20，所述加熱部10有一承載平面11，所述冷卻部20有一承載平面21，所述承載平面11、21相互面對，形成一縫隙，該縫隙用于設(shè)置待測熱界面材料50；以及一顯微鏡30和一數(shù)碼相機(jī)40，所述顯微鏡30對準(zhǔn)所述縫隙，用于放大所述兩承載平面11、21間縫隙，所述數(shù)碼相機(jī)40對準(zhǔn)顯微鏡30目鏡，用于拍攝經(jīng)所述顯微鏡30放大的兩承載平面11、21間縫隙，以用來計(jì)算兩承載平面11、21間縫隙的寬度。
所述加熱部10可進(jìn)一步包括多個(gè)用以安裝熱電偶的孔道12，本實(shí)施例中所述多個(gè)孔道12彼此平行且平行于承載平面11，且在遠(yuǎn)離承載平面11的方向呈等間距排列。所述多個(gè)孔道12可為通孔或盲孔，本實(shí)施例中為盲孔，使用盲孔可減少熱電偶在量測過程中受空氣流動的影響。所述加熱部10還可包括一通孔13，所述通孔13用以插入一加熱棒。加熱部10可包含多個(gè)通孔13，本實(shí)施例中所述加熱部10只示出一個(gè)通孔13。所述加熱部10的材料可選自銅、鋁或銅鋁合金等。
所述冷卻部20可進(jìn)一步包括多個(gè)用以安裝熱電偶的孔道22，本實(shí)施例中所述多個(gè)孔道22彼此平行且平行于承載平面21，且在遠(yuǎn)離承載平面21的方向呈等間距排列。所述多個(gè)孔道22可為通孔或盲孔，本實(shí)施例中為盲孔。所述冷卻部20還可包括一通孔23，所述通孔23用以通入冷卻介質(zhì)。冷卻部20可包含多個(gè)通孔23，本實(shí)施例中所述冷卻部20只示出一個(gè)通孔23。所述冷卻部20的材料可選自銅、鋁或銅鋁合金等。
所述顯微鏡30和數(shù)碼相機(jī)40可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，優(yōu)選地，所述顯微鏡30的放大倍數(shù)大于10倍，所述數(shù)碼相機(jī)40具有動態(tài)拍攝能力，即其可通過設(shè)定按一定時(shí)間間隔進(jìn)行連續(xù)拍攝。利用此功能可拍攝到熱界面材料50達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前的厚度變化，可測出各時(shí)間點(diǎn)熱界面材料50的厚度，再利用熱電偶測出各時(shí)間點(diǎn)兩承載平面11、21間的溫差值，即可由此了解熱界面材料50達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前的熱傳導(dǎo)性能變化狀況。
在實(shí)際量測過程中，將整個(gè)熱傳導(dǎo)性能量測裝置1包覆在一絕熱材料中，當(dāng)熱界面材料50達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)后，通過熱電偶測量的數(shù)據(jù)算出熱界面材料50兩端的溫度值，再根據(jù)導(dǎo)熱棒的加熱功率即可算出熱界面材料50的熱阻。然后再根據(jù)數(shù)碼相機(jī)40拍攝所得的照片通過計(jì)算機(jī)影像擷取而算得的熱界面材料50的厚度，結(jié)合之前算出的熱阻即可計(jì)算出熱界面材料50達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的實(shí)施例提供的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，利用一顯微鏡和一數(shù)碼相機(jī)配合，由顯微鏡放大兩承載平面間縫隙寬度，然后通過數(shù)碼相機(jī)拍攝放大后的承載平面間縫隙寬度來測出熱界面材料的厚度，從而可以減小熱界面材料厚度量測時(shí)的誤差，從而可以準(zhǔn)確地測出熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
可以理解的是，對在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱傳導(dǎo)性能量測裝置，用于熱界面材料量測，其包括一加熱部和一冷卻部，所述加熱部和冷卻部分別具有一承載平面，所述承載平面之間形成一縫隙，其特征在于所述熱傳導(dǎo)性能量測裝置進(jìn)一步包括一顯微鏡和一數(shù)碼相機(jī)，所述顯微鏡用于放大所述承載平面間縫隙，所述數(shù)碼相機(jī)用于拍攝經(jīng)所述顯微鏡放大后的承載平面間縫隙。
2.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述加熱部包括多個(gè)用以安裝熱電偶的孔道。
3.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述冷卻部包括多個(gè)用以安裝熱電偶的孔道。
4.如權(quán)利要求2或3所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述多個(gè)孔道垂直于承載平面呈等間距排列。
5.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述加熱部至少包括一通孔，所述通孔用以插入加熱棒。
6.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述冷卻部至少包括一通孔，所述通孔用以通入冷卻介質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述加熱部和冷卻部的材料可選自銅、鋁或銅鋁合金。
8.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述顯微鏡對準(zhǔn)所述縫隙。
9.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)性能量測裝置，其特征在于所述數(shù)碼相機(jī)對準(zhǔn)所述顯微鏡目鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱傳導(dǎo)性能量測裝置，用于熱界面材料量測，其包括一加熱部和一冷卻部，所述加熱部和冷卻部分別具有一承載平面，所述承載平面之間形成一縫隙；以及一顯微鏡和一數(shù)碼相機(jī)，所述顯微鏡可放大所述承載平面間縫隙，所述數(shù)碼相機(jī)可拍攝到經(jīng)所述顯微鏡放大后的承載平面間縫隙。本發(fā)明提供的熱傳導(dǎo)性能量測裝置通過顯微鏡放大作用能準(zhǔn)確量測熱界面材料的寬度，從而可準(zhǔn)確量測熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
文檔編號G01B9/04GK1928538SQ20051003724
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者蕭博元, 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