專利名稱：熱導(dǎo)率測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及材料熱物性測試技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及ー種熱導(dǎo)率測試儀。
背景技術(shù)：
隨著LED向背投射、路燈、汽車車燈等新興領(lǐng)域的延伸，作為光源的LED器件也向高功率密度、高亮度、高集成度等性能發(fā)展，這樣一來，會(huì)引起LED単位面積過熱而導(dǎo)致發(fā)光度降低、波長偏移、使用壽命縮短等諸多問題。因此，LED的散熱顯得尤為突出，目前，散熱已經(jīng)成為制約這些應(yīng)用的技術(shù)瓶頸之一。LED基板、芯片黏結(jié)層、熱界面導(dǎo)熱硅脂，作為散熱路徑的一部分或中間環(huán)節(jié)，對整 個(gè)系統(tǒng)的散熱起著承上啟下的作用，一旦材料選用不當(dāng)，便會(huì)帶來散熱方面的問題，進(jìn)而影響光學(xué)性能及可靠性。因此其材料的選用至關(guān)重要，熱導(dǎo)率，作為衡量材料熱傳導(dǎo)能力的物理參量，便成為這些材料選用的一項(xiàng)極其重要的測試指標(biāo)。換言之，材料熱導(dǎo)率的高低直接關(guān)系到光學(xué)性能的優(yōu)劣。熱導(dǎo)率測試儀的開發(fā)能夠指導(dǎo)此類封裝材料尤其是熱界面材料的研發(fā)，從而起到對材料篩選優(yōu)化的作用。此外，在進(jìn)行電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)和熱模擬計(jì)算時(shí)，都要用到熱導(dǎo)率這一物理參量，而實(shí)際情況是某些材料的熱導(dǎo)率無法確定，這便給設(shè)計(jì)和仿真帶來很大的困難。為使熱設(shè)計(jì)和模擬計(jì)算準(zhǔn)確可靠，必須確定材料的熱學(xué)特性使其與材料實(shí)際使用時(shí)的情況相符，因此，進(jìn)行熱導(dǎo)率儀的開發(fā)將對電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)研發(fā)之初的選材上具有很重大的意義?，F(xiàn)有的熱導(dǎo)率測量相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，并且存在精度、可維修性低，針對性不強(qiáng)等問題。因此，對該熱導(dǎo)率測試儀的研究開發(fā)具有很重要的實(shí)際意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在干，針對現(xiàn)有的熱導(dǎo)率測試儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易維護(hù)的缺陷，提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)的熱導(dǎo)率測試儀。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造ー種熱導(dǎo)率測試儀，包括機(jī)架、加熱模塊、冷卻模塊和測量模塊，所述加熱模塊安裝在所述機(jī)架的上中部，所述冷卻模塊安裝在所述機(jī)架的下中部，所述加載模塊安裝在所述機(jī)架的頂部并對所述加熱模塊的頂面進(jìn)行加載施壓，所述測量模塊包括埋設(shè)在所述加熱模塊和冷卻模塊內(nèi)的熱電偶，所述加熱模塊和所述冷卻模塊外套裝有隔熱裝置，所述隔熱裝置通過緊固裝置鎖緊固定，所述緊固裝置包括兩個(gè)箍緊件，兩個(gè)所述箍緊件的一側(cè)通過鉸鏈連接，另ー側(cè)可拆卸連接。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述機(jī)架包括底座、頂盤和連接所述底座和頂盤的支撐桿，所述支撐桿的下部設(shè)有托盤，所述托盤與所述支撐桿滑動(dòng)配合，所述冷卻模塊固定在所述托盤上。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述加載模塊包括絲桿、手柄和頂蓋，所述手柄與所述絲桿固定連接，所述頂蓋上設(shè)有夾具，所述夾具的一端固定在所述頂蓋上，另ー端與所述支撐桿滑動(dòng)配合，所述頂盤上設(shè)有帶內(nèi)螺紋的通孔，所述絲桿穿過所述通孔插入所述頂蓋內(nèi)，所述頂蓋內(nèi)設(shè)有與所述絲桿配合的盲孔，所述盲孔底部設(shè)有滾珠，所述頂蓋與所述加熱模塊固定連接。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述支撐桿上設(shè)有限位臺，所述限位臺與所述夾具之間設(shè)有彈簧，所述彈簧套裝在所述支撐桿上。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述限位臺為套裝在所述支撐桿上的螺母，所述支撐桿上設(shè)有與所述螺母配合的外螺紋。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述加熱模塊包括環(huán)形件、隔熱槽、加熱塊和加熱棒，所述隔熱裝置包裹在所述加熱塊外側(cè)，所述加熱塊上設(shè)有軸肩部，所述加熱棒埋設(shè)在所述軸肩部內(nèi)，兩個(gè)所述隔熱槽分別從上下兩側(cè)包夾所述軸肩部，所述隔熱槽設(shè)置在所述環(huán)形件內(nèi)部，所述環(huán)形件與所述頂蓋固定連接。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述冷卻模塊包括冷卻塊、水冷頭和絕熱·蓋，所述隔熱裝置包裹在所述冷卻塊外側(cè)，所述絕熱蓋設(shè)置在所述冷卻塊底部，所述冷卻塊穿過所述絕熱蓋與所述水冷頭接觸，所述水冷頭固定在所述托盤上。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述測量模塊包括壓カ傳感器，所述壓カ傳感器固定在所述底座上，所述壓カ傳感器和所述水冷頭之間設(shè)有隔熱板。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，所述底座上設(shè)有散熱排，所述散熱排上的出水ロ與所述水冷頭的進(jìn)水口連接，所述散熱排上的進(jìn)水口與所述水冷頭的出水ロ連接。在本實(shí)用新型所述的熱導(dǎo)率測試儀中，兩個(gè)所述鉸鏈分別固定在所述環(huán)形件和所述托盤上。實(shí)施本實(shí)用新型的熱導(dǎo)率測試儀，具有以下有益效果隔熱裝置套裝在加熱模塊和冷卻模塊的外側(cè)，起到隔熱的作用，隔熱裝置是通過兩個(gè)箍緊件固定的，兩個(gè)箍緊件在一側(cè)通過鉸鏈連接，另ー側(cè)可拆卸連接，安裝時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)箍緊件并將另ー側(cè)連接即可，拆卸時(shí)將兩個(gè)箍緊件可拆連接的ー側(cè)分離即可，隔熱裝置拆裝方便，便于更換隔熱裝置，同時(shí)也可以很方便的取出熱電偶，維護(hù)方便。本實(shí)用新型熱導(dǎo)率測試儀結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，易于維護(hù)。

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明，附圖中圖I是本實(shí)用新型熱導(dǎo)率測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型熱導(dǎo)率測試儀的軸測示意圖。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型一種熱導(dǎo)率測試儀包括機(jī)架、加熱模塊、冷卻模塊和測量模塊。加熱模塊安裝在機(jī)架的上中部，冷卻模塊安裝在機(jī)架的下中部，加熱模塊的底面和冷卻模塊的頂面形成待測樣品11的上下施壓面。加載模塊安裝在機(jī)架的頂部并對加熱模塊的頂面進(jìn)行加載施壓。測量模塊包括埋設(shè)在加熱模塊和冷卻模塊內(nèi)的熱電偶。在加熱模塊和冷卻模塊上按不同的間距分別鉆多個(gè)小孔到中心，用以安置熱電偶，孔徑大小與熱電偶焊點(diǎn)大小一樣，并在孔中涂以硅膠固定熱電偶位置，保證焊點(diǎn)與加熱塊9、冷卻塊12接觸充分?？组g距按熱模擬的結(jié)果來確定，保證各測試點(diǎn)存在一定的溫差；焊點(diǎn)與加熱模塊、冷卻模塊接觸充分，保證準(zhǔn)確測量加熱模塊與冷卻模塊各點(diǎn)的溫度及發(fā)熱量，從而保證后續(xù)正確、有效地計(jì)算熱導(dǎo)率。加熱模塊和冷卻模塊外套裝有隔熱裝置21，隔熱裝置21通過緊固裝置10鎖緊固定，緊固裝置10包括兩個(gè)箍緊件，兩個(gè)箍緊件的一側(cè)通過鉸鏈連接，另ー側(cè)可拆卸連接?？刹鹦哆B接方式有多種，例如通過螺釘8連接、卡扣連接等。設(shè)置隔熱裝置21可以保證熱導(dǎo)率測試系統(tǒng)的ー維穩(wěn)態(tài)測試過程。安裝時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)箍緊件并將另ー側(cè)連接即可，拆卸時(shí)將兩個(gè)箍緊件可拆連接的ー側(cè)分離即可，隔熱裝置21拆裝方便，便于更換隔熱裝置21，同時(shí)也可以很方便的取出熱電偶，維護(hù)方便。本實(shí)施例中的鉸鏈為合頁，通過合頁實(shí)現(xiàn)兩箍緊件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，可以理解的是合頁只是ー種優(yōu)選的實(shí)施方式，鉸鏈的具體形式可以有多種。進(jìn)ー步的，機(jī)架包括底座17、頂盤27和支撐桿18。支撐桿18連接底座17和頂盤 27，底座17和頂盤27分別固定在支撐桿18的上部和下部，下底盤底部可以安裝調(diào)節(jié)腳16。支撐桿18的下部設(shè)有托盤19，托盤19與支撐桿18滑動(dòng)配合，冷卻模塊固定在托盤19上。進(jìn)ー步的，加載模塊包括絲桿2、手柄I和頂蓋4。頂蓋4上設(shè)有夾具26，夾具26的一端固定在頂蓋4上，另一端與支撐桿18滑動(dòng)配合。頂盤27上設(shè)有帶內(nèi)螺紋的通孔，絲桿2穿過通孔插入頂蓋4內(nèi)，絲桿2上的外螺紋與內(nèi)螺紋配合。頂盤27上的通孔內(nèi)也可以安裝軸承3，在軸承3內(nèi)設(shè)置內(nèi)螺紋，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)。頂蓋4內(nèi)設(shè)有與絲桿2配合的盲孔，盲孔底部設(shè)有滾珠5，頂蓋4與加熱模塊固定連接。手柄I與絲桿2固定連接，通過旋轉(zhuǎn)手柄I可以帶動(dòng)加熱模塊運(yùn)動(dòng)。設(shè)置滾珠5可以保證加熱模塊作直線運(yùn)動(dòng)，從而保證測試樣品11與加熱模塊受カ均勻、接觸充分。進(jìn)ー步的，支撐桿18上設(shè)有限位臺24，限位臺24與夾具26之間設(shè)有彈簧25，彈簧25套裝在支撐桿18上。彈簧25可以起到緩沖減震的作用，進(jìn)ー步保證加載過程的平穩(wěn)度。限位臺24可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中的限位臺24為螺母，支撐桿18上設(shè)有相應(yīng)的外螺紋，螺母套裝在外螺紋上，拆裝方便，同時(shí)還可以通過旋轉(zhuǎn)螺母來調(diào)節(jié)彈簧25的壓縮程度，簡單方便。可以理解的是，螺母只是限位臺24的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，限位臺24還可以通過凸臺等方式實(shí)現(xiàn)。進(jìn)ー步的，加熱模塊包括環(huán)形件6、隔熱槽7、加熱塊9和加熱棒23。隔熱裝置21包裹在加熱塊9外側(cè)，加熱塊9由高熱導(dǎo)率的材料制成。本實(shí)施例中的加熱塊9為“T”形，其上設(shè)有軸肩部，加熱棒23埋設(shè)在軸肩部內(nèi)，加熱棒23的溫度、功率可通過外接電源控制。兩個(gè)隔熱槽7分別從上下兩側(cè)包夾軸肩部，隔熱槽7設(shè)置在環(huán)形件6內(nèi)部。環(huán)形件6與頂蓋4固定連接，本實(shí)施例中是通過螺釘固定連接在頂蓋4上。加熱模塊上的連接箍緊件的鉸鏈可以固定在環(huán)形件6上，本實(shí)施例中是通過長螺釘22實(shí)現(xiàn)連接的。通過上述方式安裝的加熱塊9拆裝方便，便于更換熱電偶，同時(shí)隔熱效果好。進(jìn)ー步的，冷卻模塊包括冷卻塊12、水冷頭13和絕熱蓋20。隔熱裝置21包裹在冷卻塊12外側(cè)，冷卻模塊上的連接箍緊件的鉸鏈可以固定在托盤19上，本實(shí)施例中是通過長螺釘22實(shí)現(xiàn)連接的。絕熱蓋20設(shè)置在冷卻塊12底部，冷卻塊12下端嵌入絕熱蓋20的中心孔中，同時(shí)絕熱蓋也嵌入托盤19的中心孔，絕熱蓋20用于定位冷卻塊12。冷卻塊12穿過絕熱蓋20與水冷頭13接觸，水冷頭13固定在托盤19上。本實(shí)施例中，水冷頭13通過扣具固定在托盤19的下端面。底座17上設(shè)有散熱排28，散熱排28上的出水ロ與水冷頭13的進(jìn)水口連接，散熱排28上的進(jìn)水口與水冷頭13的出水ロ連接。散熱排28內(nèi)可以設(shè)置風(fēng)扇或散熱鰭片等散熱裝置，提高散熱效果。本實(shí)施例中采用風(fēng)冷加水冷的循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)，從而避免使用蓄水池，節(jié)約了生產(chǎn)成本，也減小了產(chǎn)品的體積。在水冷頭13靠近熱面的地方可以埋置一根溫度傳感器，用于測量及控制水冷頭13的溫度，確保待測樣品11上下表面的溫度差。進(jìn)ー步的，測量模塊包括壓カ傳感器15，壓カ傳感器15固定在底座17上，壓カ傳感器15和水冷頭13之間設(shè)有隔熱板14，目的是避免溫度對壓カ傳感器15的影響。采用壓力傳感器15有利于控制力的大小，從而確保樣品11和貼合面間的接觸熱阻的可重復(fù)性，并能為后續(xù)的測量分析提供依據(jù)。進(jìn)ー步的，由于需要實(shí)時(shí)測量待測樣品11厚度，以便后續(xù)熱導(dǎo)率計(jì)算，整個(gè)測量
系統(tǒng)采用高精度的光柵尺微位移傳感器29來讀取。在本實(shí)施例中，微位移傳感器29通過螺釘和螺母垂直固定安裝在加熱塊9的緊固裝置10上，微位移傳感器29探頭與加熱模塊頂面接觸。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗g和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱導(dǎo)率測試儀，包括機(jī)架、加熱模塊、冷卻模塊和測量模塊，所述加熱模塊安裝在所述機(jī)架的上中部，所述冷卻模塊安裝在所述機(jī)架的下中部，所述加載模塊安裝在所述機(jī)架的頂部并對所述加熱模塊的頂面進(jìn)行加載施壓，所述測量模塊包括埋設(shè)在所述加熱模塊和冷卻模塊內(nèi)的熱電偶，其特征在于，所述加熱模塊和所述冷卻模塊外套裝有隔熱裝置(21)，所述隔熱裝置(21)通過緊固裝置(10)鎖緊固定，所述緊固裝置(10)包括兩個(gè)箍緊件，兩個(gè)所述箍緊件的一側(cè)通過鉸鏈連接，另ー側(cè)可拆卸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在于，所述機(jī)架包括底座(17)、頂盤(27)和連接所述底座(17)和頂盤(27)的支撐桿(18)，所述支撐桿(18)的下部設(shè)有托盤(19)，所述托盤(19)與所述支撐桿(18)滑動(dòng)配合，所述冷卻模塊固定在所述托盤(19)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在于，所述加載模塊包括絲桿(2)、手柄(I)和頂蓋(4)，所述手柄(I)與所述絲桿(2)固定連接，所述頂蓋(4)上設(shè)有夾具(26)，所述夾具(26)的一端固定在所述頂蓋(4)上，另一端與所述支撐桿(18)滑動(dòng)配合，所述頂盤(27)上設(shè)有帶內(nèi)螺紋的通孔，所述絲桿(2)穿過所述通孔插入所述頂蓋(4)內(nèi)，所述頂蓋(4)內(nèi)設(shè)有與所述絲桿(2)配合的盲孔，所述盲孔底部設(shè)有滾珠(5)，所述頂蓋(4)與所述加熱模塊固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在于，所述支撐桿(18)上設(shè)有限位臺(24)，所述限位臺(24)與所述夾具(26)之間設(shè)有彈簧(25)，所述彈簧(25)套裝在所述支撐桿(18)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在于，所述限位臺(24)為套裝在所述支撐桿(18)上的螺母，所述支撐桿(18)上設(shè)有與所述螺母配合的外螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在于，所述加熱模塊包括環(huán)形件(6)、隔熱槽(7)、加熱塊(9)和加熱棒(23)，所述隔熱裝置(21)包裹在所述加熱塊(9)外側(cè)，所述加熱塊(9 )上設(shè)有軸肩部，所述加熱棒(23 )埋設(shè)在所述軸肩部內(nèi)，兩個(gè)所述隔熱槽(7 )分別從上下兩側(cè)包夾所述軸肩部，所述隔熱槽(7)設(shè)置在所述環(huán)形件(6)內(nèi)部，所述環(huán)形件(6)與所述頂蓋(4)固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在干，所述冷卻模塊包括冷卻塊(12)、水冷頭(13)和絕熱蓋(20)，所述隔熱裝置(21)包裹在所述冷卻塊(12)外側(cè)，所述絕熱蓋(20)設(shè)置在所述冷卻塊(12)底部，所述冷卻塊(12)穿過所述絕熱蓋(20)與所述水冷頭(13)接觸，所述水冷頭(13)固定在所述托盤(19)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在干，所述測量模塊包括壓カ傳感器(15)，所述壓カ傳感器(15)固定在所述底座(17)上，所述壓カ傳感器(15)和所述水冷頭(13)之間設(shè)有隔熱板(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在干，所述底座(17)上設(shè)有散熱排(28),所述散熱排(28)上的出水ロ與所述水冷頭(13)的進(jìn)水口連接，所述散熱排(28)上的進(jìn)水ロ與所述水冷頭(13)的出水ロ連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的熱導(dǎo)率測試儀，其特征在于，兩個(gè)所述鉸鏈分別固定在所述環(huán)形件(6)和所述托盤(19)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱導(dǎo)率測試儀，包括機(jī)架、加熱模塊、冷卻模塊和測量模塊，所述加熱模塊安裝在所述機(jī)架的上中部，所述冷卻模塊安裝在所述機(jī)架的下中部，所述加載模塊安裝在所述機(jī)架的頂部并對所述加熱模塊的頂面進(jìn)行加載施壓，所述測量模塊包括埋設(shè)在所述加熱模塊和冷卻模塊內(nèi)的熱電偶，所述加熱模塊和所述冷卻模塊外套裝有隔熱裝置(21)，所述隔熱裝置(21)通過緊固裝置(10)鎖緊固定，所述緊固裝置(10)包括兩個(gè)箍緊件，兩個(gè)所述箍緊件的一側(cè)通過鉸鏈連接，另一側(cè)可拆卸連接。本實(shí)用新型熱導(dǎo)率測試儀結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，易于維護(hù)。
文檔編號G01N25/20GK202661425SQ20122034120
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者楊俊逸, 李齊淵, 孟田力, 何彩英, 冉紅鋒, 高雙紅 申請人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司