DRL-III導熱系數(shù)測試儀(熱流法),熱阻測試儀
、概論: 主要用于測試薄的熱導體、固體電絕緣材料、導熱硅脂、樹脂、橡膠、氧化鈹瓷、氧化鋁瓷等材料的熱阻以及固體界面處的接觸熱阻和材料的導熱系數(shù)。檢測材料為固態(tài)片狀,加圍框可檢測粉狀態(tài)材料及膏狀材料。 儀器參考標準:MIL-I-49456A(絕緣片材、導熱樹脂、熱導玻纖增強);GB 5598(氧化鈹瓷導熱系數(shù)測定方法);ASTM D5470-2012(薄的熱導性固體電絕緣材料傳熱性能的測試標準)等。
DRL-III熱流法導熱系數(shù)儀全部按到ASTM D5470-2012標準要求設(shè)計、制造。該產(chǎn)品我公司已積累了十多年生產(chǎn)制造、用戶實踐的經(jīng)驗,使產(chǎn)品性能不斷完善與成熟。采用伺服電機控制精準自動加壓,自動測厚裝置,并連計算機實現(xiàn)全自動控制。儀器采用6點溫度梯度檢測,提高了測試精度。 測試頭內(nèi)測試桿周圍增加了防護熱裝置(對試樣進行熱防護),減小了環(huán)境溫度對測試的影響。可檢測不同壓力下熱阻曲線,采用優(yōu)化的數(shù)學模型,可測量材料導熱系數(shù)和熱阻以及界面處接觸熱阻等多個參數(shù)。采用新技術(shù)冷端溫度自動補償 ,不再需加冰水補償裝置。采用新技術(shù)冷端溫度自動補償 ,不再需加冰水補償裝置。
用戶可根據(jù)占地實際選用標準型及小型機型(同性能),節(jié)約實驗室空間。 廣泛應用在高等院校,科研單位,質(zhì)檢部門和生產(chǎn)廠的材料導熱分析檢測。
二、主要技術(shù)參數(shù): 1、試樣大。Φ30mm或20x20mm(標準配置),其它尺寸可定制。 2、試樣厚度: 0.001~50mm(標準配置),典型厚度:0.02~20mm。 3、熱控溫范圍:室溫~100℃(標準配置),室溫~299.99℃,控溫精度0.01℃。 4、冷控溫范圍:0~99.00℃,控溫精度0.01℃(配有高精度,大容量低溫水槽)。 5、導熱系數(shù)測試范圍:0.01~50W/m.k, 1~300W/m.k,電腦軟件自動切換量程。 6、熱阻測試范圍:0.05~0.000005m2.K/W。 7、壓力測量范圍:0~1000N,采用伺服電機控制,可精準設(shè)置保壓的壓力值,控制精度1N。 8、測厚測量范圍:0~50.00mm,精度0.1um。自動測厚。
9、試樣數(shù)量 : 1塊(薄膜多片)。 10、測試精度:優(yōu)于3%。 11、實驗方式:試樣不同壓力下熱阻測試、材料導熱系數(shù)測試、接觸熱阻測試、老化可靠性測試,材料壓縮性能測試、試樣間接觸熱阻測試。
12、計算機全自動測試,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印輸出。
13、電源: 220V/50Hz;500W。
三、典型測試材料:
1、金屬材料、不銹鋼。
2、導熱硅脂。
3、導熱硅膠墊。
4、導熱工程塑料。
5、導熱膠帶(樣品很薄很黏,難以制作規(guī)則的單個樣品,邊用透明塑料另外邊用紙固定) 。
6、鋁基板、覆銅板 。
7、石英玻璃、復合陶瓷。
8、泡沫銅、石墨紙、石墨片等新型材料。
四、成套性
1、主機臺,
2、分析軟件套(中、英文版)
3、HX-1005精密低溫恒溫水槽臺(控溫精度0.01℃)
4、聯(lián)想電腦臺(用戶可自選)
5、標樣二塊
6、隨機配件套(脂、膏狀、粉狀測試盒,取樣方便的片狀成型沖壓模具各套)。
五、外形尺寸、重量
1、主機: 標準落地機型:(長×寬×高) 550×450×1550mm, 凈重: 100Kg
小型臺式機型:(長×寬×高 500×400×780mm, 凈重: 60Kg
2、精密低溫恒溫水槽: (長×寬×高) 300×350×530mm , 凈重: 35Kg
六、技術(shù)服務
1、免費保修壹年,長期提供技術(shù)服務,軟件終生免費提供升。
2、全國各地免費上門安裝調(diào)試。國內(nèi)各地常年有本公司流動技術(shù)人員,可提供技術(shù)服務。
典型用戶清華大學材料學院、化工學院國防科學技術(shù)大學(湖南長沙)北京化工大學2臺哈爾濱工業(yè)大學2臺華中科技大學材料學院5臺華東理工大學 3臺中國科學院寧波材料研究所3臺中國科學院北京熱物理所華南協(xié)同創(chuàng)新研究院(東莞)深圳鈞泰豐新材料有限公司深圳市中升薄膜材料有限公司中山匯能有機硅有限公司格力電器股份限公司(珠海、鄭州、重慶、合肥工廠)肇慶皓明有機硅公司臺州錢江新能源研究院有限公司圣戈班研發(fā)(上海)有限公司(外資)上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務有限公司重慶市都寶電子制造有限公司/恰寶電子制造有限公司(昆山)各臺南車電力機車(湖南株洲)2臺
型號 Phase11熱阻測試儀產(chǎn)自美國 Analysis Tech(Anatech)公司,符合美軍標和JEDEC標準. Analysis Tech Inc.成立于 1983年,坐落于波士頓北部,是電子封裝器件可靠性測試的國際設(shè)計,制造公司。創(chuàng)始人John W.Sofia 是美國麻省理工的博士,并且是提出焊點可靠性,熱阻分析和熱導率理論的專家. 發(fā)表了很多關(guān)于熱阻測試于分析,熱導率及焊點可靠性方面的論文. Analysis Tech Inc.在美國有獨立的實驗室提供技術(shù)支持. 在全世界熱阻測試儀這套設(shè)備有幾百家知名客戶. 主要用于測試二極管,三極管,線形調(diào)壓器,可控硅,LED,MOSFET,MESFET ,IGBT,IC等分立功率器件的熱阻測試及分析。
二、Phase11的功能:
PHASE11 可以測試Rja,Rjc,Rjb Rjl 的熱阻(測試原理符合JEDEC51-1 定義的動態(tài)及靜態(tài)測試方法)Phase11 測試來的數(shù)據(jù),將產(chǎn)生上圖。左上角的數(shù)字說明這個器件有四個層次(為了可以清楚的了解不同層次,可以將這個圖轉(zhuǎn)換成圖三)。其中第一個是芯片下的粘接層的阻抗值,后面Tau是完成的測試時間,四個層次的阻抗值之和就是這個器件的熱阻值。并且每一個拐點都表明熱進入了一個新的層次。每個層次的數(shù)據(jù)將表明這個器件不同層向外散熱的好壞,對不同廠家同類產(chǎn)品而言,可以讓 讓讓 讓我們選擇熱阻值非常好的廠家;同時它也可以檢測同一廠家,同類產(chǎn)品,不同批次質(zhì)量的差異,從而評測出該廠家生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。
1) 瞬態(tài)阻抗(Thermal Impedance)測試,可以得到從開始加熱到結(jié)溫達到穩(wěn)定這一過程中的瞬態(tài)阻抗數(shù)據(jù)。見上圖
2) 穩(wěn)態(tài)熱阻(Thermal Resistance)各項參數(shù)的測試,其包括:Rja,Rjb,Rjc,Rjl, 當器件在給一定的工作電流后。熱量不斷地向外擴散,最后達到了熱平衡,這時得到的結(jié)果是穩(wěn)態(tài)熱阻值。在沒有達到熱平衡之前測試到的是熱阻抗。 可以得到用不同占空比方波測試時的阻抗與熱阻值。
3) 內(nèi)部封裝結(jié)構(gòu)與其散熱能力的相關(guān)性分析(Structure Function),可以通過將類似的圖一轉(zhuǎn)換成下面所示的曲線分析圖(熱容與熱阻關(guān)系圖),這樣更能體現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)下熱阻,以 LED 為例從圖中可以看出LED 器件散熱能力的瓶頸所在,對LED封裝工藝的改進和封裝材料的選擇有很大幫助。下圖為兩種不同封裝結(jié)構(gòu)的 LED 樣品的分析圖。
不只 LED 器件可以得到這個分析圖,而且其他的器件也可以得到這個圖。并且也可以得到這種分析。從圖中可以看出黑色曲線的 LED熱阻低于綠色曲線的 LED熱阻,這也從客戶那里得到確認,黑色曲線的 LED在芯片粘接與散熱方面的工藝得到很大改進。
5) 裝片質(zhì)量的分析(Die Attachment Quality Evaluation).
主要測試器件的粘接處的熱阻抗值,如果有粘接層有氣孔,那么傳熱就要受阻,這樣將導致芯片的溫度上升,因此這個功能能夠衡量粘接工藝的穩(wěn)定性。
6.多晶片器件的測試。
以兩個晶片為例:先給其中的晶片 1加電使其節(jié)溫升高然后測試出熱阻 R11 和功率Q1 同時給另一晶片 2供感應電流然后測出感應熱阻 R21.再給晶片 2加電使其節(jié)溫升高然后測試出熱阻R22節(jié)溫和功率 Q2, 同時給另一晶片 1供感應電流然后測出感應熱阻 R12。 根據(jù)熱阻的定義
R=(Tj-Tr)/P即 R=△T/P
根據(jù)上述測試數(shù)據(jù)做矩陣
三 三三 三、 、、 、設(shè)備附件介紹
3.1 Nuova Device Calibration Bath
Nuova 校準浴鍋
技術(shù)特征:
1由集成在熱阻分析儀中的模塊直接進行溫度控制
2使用有陶瓷鍍層的磁力攪拌器
3帶有冷卻風扇的堅固底盤能夠控制升溫速率并保證安全性
4 有蓋的四升不銹鋼水浴鍋
5懸掛結(jié)構(gòu)支持部件被校準
6四升絕緣良好導 礦物油,對環(huán)境無害并能重復使用
7完整的說明及保證
用來得到節(jié)壓和節(jié)溫的函數(shù)關(guān)系即K值
3.2 EVN-12 靜止空氣測試箱
EVN-12 是用于在標準化的靜止空氣環(huán)境下測試元件。自然對流條件下的熱阻測量會
對實驗室里的不期望的空氣流動非常敏感。這套靜止空氣測試箱可以排除這種潛在的產(chǎn) 生測試錯誤的因素。(里面的紅外探測頭及支架是選項,不是標配)
3.3 JEDEC RJC 測試夾具
對不同封裝的器件設(shè)計不同的Rjc測試夾具。
3.4 Rjb 測試夾具
3.5 風洞
3.6 Power Booster(電源放大器
可給待測器件提供200A,400A,800A,1000A工作電流
附:此熱阻測試儀運行穩(wěn)定可靠,所以無須備件和耗材
四.設(shè)備電性規(guī)格:
加熱電流測量精度(低電流測量: 0.2, 1 和2 安培測量)
2A 系統(tǒng): ±1mA 10A 系統(tǒng): ±5mA 20A 系統(tǒng): (±10mA)
加熱電流測量精度(高電流測量: 2, 10 和20 安培測量):
2A 系統(tǒng): ±4mA 10A 系統(tǒng): ±20mA 20A 系統(tǒng): (±40mA)
加熱電壓測量精度: ±0.25% ,0~50V
熱電偶測量精度(T 型): 典型 ±0.1°C, 最大±0.3°C
交流電壓:220VAC,5A,50/60Hz
器件的最大的供電電壓: 50V(標配)
器件的最大的供電電流: 20 安培(標配),選配(200A,400A,800A,1000A)
節(jié)溫的感應電流:1mA, 5mA, 10mA, 20mA, 50mA(標配),
五.測試數(shù)據(jù)。
1.下圖是器件1260 和2530的節(jié)溫校準圖表,從中可以得到節(jié)溫和節(jié)壓的函數(shù)關(guān)系(線性關(guān)
系)。
根據(jù)熱阻的定義 R=(Tj-Tr)/P Tj---節(jié)溫 Tr---參考點溫度 P---給器件所加的功率 Tr ---可用電熱偶測出來,P--- 軟件會自動測試出來 用電學方法來測節(jié)溫(通過測節(jié)壓,根據(jù)節(jié)溫和節(jié)壓的函數(shù)關(guān)系軟件會自動換算成節(jié)溫。 這樣軟件會根據(jù)測試出來數(shù)據(jù)自動換算成我們所要的熱阻值 詳細資料請聯(lián)系:深圳市世紀天源儀器有限公司
材料熱阻測試儀熱界面材料測試熱阻抗和熱導率系數(shù)在中度到高導電材料和適合測量熱界面材料
TIM的分析技術(shù)測試自動化測試系統(tǒng)測量熱阻抗和熱傳導系數(shù)的薄,導熱材料的類型,經(jīng)常用于電子包裝,以及各種各樣的柔性或剛性固體和半固體或粘性材料。
Ⅰ型:液體材料,具有無限的變形時,應力的應用。這些包括油脂,膏體,相變材料。
Ⅱ型:彈性固體,應力變形最終是平衡的內(nèi)部材料應力從而進一步限制變形。例子包括凝膠,軟、硬橡膠。這些材料表現(xiàn)出線性彈性性能顯著壓縮變形的材料相對厚度。
Ⅲ型:彈性固體表現(xiàn)出微不足道的;例子包括陶瓷,金屬,和某些類型的塑料。
一般來說,這些TIM測試設(shè)備可容納樣品高至中等熱傳導接觸壓力范圍從5到380磅(50-2600千帕)和樣品測試溫度范圍從20℃到130℃°°相變材料可以在90℃預熱°之前測試。
標本/ sample-under-test夾在一對平行導電表面,一熱一冷,這對一個實測熱流通過樣本。精確測量溫差整個樣本和誘導流提供了基礎(chǔ)的熱導率測量。樣品的平均溫度和夾緊接觸壓力自動控制的基礎(chǔ)上選定的值。接觸壓力影響的熱性能很容易確定使用pressure-batch模式測試。
這個設(shè)備還提供了材料導熱系數(shù)測量測試功能。
TIM設(shè)備測量材料的熱界面材料測試熱阻抗和熱導率在中度到高導電材料和適合測量熱界面材料用于電子封裝。這些測試符合試ASTM D-5470標準也是利用熱結(jié)構(gòu)與功能分析,提高速度和精度的測量。
所有測試參數(shù)和測試程序使用的圖形用戶界面的軟件控制Wintim。接觸壓力和溫度自動控制根據(jù)操作者的選擇。在測試中,所有相關(guān)參數(shù)的自動控制,實現(xiàn)理想的試驗條件與之間的權(quán)衡考期和數(shù)據(jù)的性。簡單和明確的文本文件數(shù)據(jù),EXCEL數(shù)據(jù)文件,熱數(shù)據(jù)與樣品的厚度或壓力圖圖形。也地確定表面接觸熱阻和熱導率。(見案例研究)
該軟件包提供了完整的Wintim的幫助文件和屏幕上的指示允許新用戶迅速成為有經(jīng)驗的使用者,不需要特別的訓練。Wintim軟件不斷監(jiān)測的所有方面測試,提供了詳細的提示和指導在適當。
可選的設(shè)備校準和參考樣品包便于定期現(xiàn)場儀表標定TIM測試使用的特點,Wintim軟件。參考樣本集包括記錄test-samples方便accuracy-verification一致性數(shù)據(jù)的tim儀操作。(注:參考樣品不需要測試以來,用5470方法絕對測量和相對不屬于任何已知的參考樣本。)
熱界面材料特性測試儀
全自動操作Wintim軟件,
Thickness measurement of sample "as-tested" / "in-situ" using electronic sensors
▪ Controlled-thickness and controlled-pressure test modes
▪ Accuracy estimates included for all thermal data
▪ Automatic pressure control and pressure batch testing to operator's selections
▪ Automatic sample-temperature control and temperature batch tests to operator's selections▪用戶可選的測試單位選擇:watt, K, inch, psi 或watt, K, cm, kPa
▪不停頓的錯誤檢測提示功能:
▪ 冷卻水流偏低
▪ 供應壓力偏低
▪ 超過設(shè)定的溫度
▪ Operator mechanical press-safety
▪USB借口
▪堅固,耐用的結(jié)構(gòu)
▪內(nèi)部校準程序
TIM儀器配件及可選項:
▪TIM成套配件包:
▪校準設(shè)備和參考測試樣品包
▪冷卻和壓縮空氣軟管快速接頭(包括與冷水機組)
▪可選的電腦
T3Ster運用先進的JEDEC穩(wěn)態(tài)實時測試方法(JESD51-1),專業(yè)測試各類IC(包括二極管、三極管、MOSFET、SOC、MEMS等)、LED、散熱器、熱管、PCB及導熱材料等的熱阻、熱容及導熱系數(shù)、接觸熱阻等熱特性。配合專為LED產(chǎn)業(yè)開發(fā)的選配件TERALED可以實現(xiàn)LED器件和組件的光熱一體化測量。
符合JEDEC JESD51-1和MIL-STD-750E標準法規(guī)。
T3Ster熱阻測試儀工作原理:
T3Ster設(shè)備提供了非破壞性的熱測試方法,其原理為:1) 首先通過改變電子器件的功率輸入;2) 通過TSP (Temperature Sensitive Parameter熱敏參數(shù))測試出電子器件的瞬態(tài)溫度變化曲線;3) 對溫度變化曲線進行數(shù)值處理,抽取出結(jié)構(gòu)函數(shù);4) 從結(jié)構(gòu)函數(shù)中自動分析出熱阻和熱容等熱屬性參數(shù)。T3Ster熱阻測試儀設(shè)備參數(shù):● 加熱電壓范圍:標配1-10V,不確定度小于±1%。選配功率放大器,最大電壓可達280V● 加熱電流范圍:標配0.01-2A,不確定度小于±1%。選配功率放大器,最大電流達100A或更大● 加熱功率脈沖:無時間限制● 熱阻測量范圍:0.002-1000℃/W,不確定度小于±1%● 測試通道數(shù)量:標配2通道,同一主機箱內(nèi)可以升級至8通道● 溫度采集響應時間:1μs● 溫度測量精度:±0.01℃● 通道測量解析度:12bit● 通道噪聲:±1bit● 取樣容量:每個通道64k
T3Ster熱阻測試儀應用范圍:● 各種三極管、二極管等半導體分立器件,包括:常見的半導體閘流管、雙極型晶體管、以及大功率IGBT、MOSFET、LED等器件! 各種復雜的IC以及MCM、SIP、SoC等新型結(jié)構(gòu) ! 各種復雜的散熱模組的熱特性測試,如熱管、風扇等! 半導體器件結(jié)溫測量! 半導體器件穩(wěn)態(tài)熱阻及瞬態(tài)熱阻抗測量! 半導體器件封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析,包括器件封裝內(nèi)部每層結(jié)構(gòu)(芯片+焊接層+熱沉等)的熱阻和熱容參數(shù)! 半導體器件老化試驗分析和封裝缺陷診斷,幫助用戶準確定位封裝內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)。● 材料熱特性測量(導熱系數(shù)和比熱容)。● 接觸熱阻測量,包括導熱膠、新型熱接觸材料的導熱性能測試。
主要特點:● T3Ster符合JEDEC JESD51-1和MIL-STD-750E標準法規(guī)。 ● T3Ster兼具JESD51-1定義的靜態(tài)測試法(Static Mode)與動態(tài)測試法(Dynamic Mode),能夠?qū)崟r采集器件瞬態(tài)溫度響應曲線(包括升溫曲線與降溫曲線),其采樣率高達1微秒,測試延遲時間高達1微秒,結(jié)溫分辨率高達0.01℃! T3Ster既能測試穩(wěn)態(tài)熱阻,也能測試瞬態(tài)熱阻抗! T3Ster的研發(fā)者MicRed制定了全球第一個用于測試LED的國際標準JESD51-51,以及LED光熱一體化的測試標準JESD51-52。T3Ster和TeraLED是目前全球唯一滿足此標準所規(guī)定的光熱一體化測試要求的! T3Ster獨創(chuàng)的Structure Function(結(jié)構(gòu)函數(shù))分析法,能夠分析器件熱傳導路徑上每層結(jié)構(gòu)的熱學性能(熱阻和熱容參數(shù)),構(gòu)建器件等效熱學模型,是器件封裝工藝、可靠性試驗、材料熱特性以及接觸熱阻的強大支持工具。因此被譽為熱測試中的“X射線”! T3Ster可以和熱仿真軟件FloEFD無縫結(jié)合,將實際測試得到的器件熱學參數(shù)導入仿真軟件進行后續(xù)仿真優(yōu)化。