DRL-III导热系数测试仪(热流法),热阻测试仪
、概论: 主要用于测试薄的热导体、固体电绝缘材料、导热硅脂、树脂、橡胶、氧化铍瓷、氧化铝瓷等材料的热阻以及固体界面处的接触热阻和材料的导热系数。检测材料为固态片状,加围框可检测粉状态材料及膏状材料。 仪器参考标准:MIL-I-49456A(绝缘片材、导热树脂、热导玻纤增强);GB 5598(氧化铍瓷导热系数测定方法);ASTM D5470-2012(薄的热导性固体电绝缘材料传热性能的测试标准)等。
DRL-III热流法导热系数仪全部按到ASTM D5470-2012标准要求设计、制造。该产品我公司已积累了十多年生产制造、用户实践的经验,使产品性能不断完善与成熟。采用伺服电机控制精准自动加压,自动测厚装置,并连计算机实现全自动控制。仪器采用6点温度梯度检测,提高了测试精度。 测试头内测试杆周围增加了防护热装置(对试样进行热防护),减小了环境温度对测试的影响。可检测不同压力下热阻曲线,采用优化的数学模型,可测量材料导热系数和热阻以及界面处接触热阻等多个参数。采用新技术冷端温度自动补偿 ,不再需加冰水补偿装置。采用新技术冷端温度自动补偿 ,不再需加冰水补偿装置。
用户可根据占地实际选用标准型及小型机型(同性能),节约实验室空间。 广泛应用在高等院校,科研单位,质检部门和生产厂的材料导热分析检测。
二、主要技术参数: 1、试样大小:Φ30mm或20x20mm(标准配置),其它尺寸可定制。 2、试样厚度: 0.001~50mm(标准配置),典型厚度:0.02~20mm。 3、热控温范围:室温~100℃(标准配置),室温~299.99℃,控温精度0.01℃。 4、冷控温范围:0~99.00℃,控温精度0.01℃(配有高精度,大容量低温水槽)。 5、导热系数测试范围:0.01~50W/m.k, 1~300W/m.k,电脑软件自动切换量程。 6、热阻测试范围:0.05~0.000005m2.K/W。 7、压力测量范围:0~1000N,采用伺服电机控制,可精准设置保压的压力值,控制精度1N。 8、测厚测量范围:0~50.00mm,精度0.1um。自动测厚。
9、试样数量 : 1块(薄膜多片)。 10、测试精度:优于3%。 11、实验方式:试样不同压力下热阻测试、材料导热系数测试、接触热阻测试、老化可靠性测试,材料压缩性能测试、试样间接触热阻测试。
12、计算机全自动测试,并实现数据打印输出。
13、电源: 220V/50Hz;500W。
三、典型测试材料:
1、金属材料、不锈钢。
2、导热硅脂。
3、导热硅胶垫。
4、导热工程塑料。
5、导热胶带(样品很薄很黏,难以制作规则的单个样品,边用透明塑料另外边用纸固定) 。
6、铝基板、覆铜板 。
7、石英玻璃、复合陶瓷。
8、泡沫铜、石墨纸、石墨片等新型材料。
四、成套性
1、主机台,
2、分析软件套(中、英文版)
3、HX-1005精密低温恒温水槽台(控温精度0.01℃)
4、联想电脑台(用户可自选)
5、标样二块
6、随机配件套(脂、膏状、粉状测试盒,取样方便的片状成型冲压模具各套)。
五、外形尺寸、重量
1、主机: 标准落地机型:(长×宽×高) 550×450×1550mm, 净重: 100Kg
小型台式机型:(长×宽×高 500×400×780mm, 净重: 60Kg
2、精密低温恒温水槽: (长×宽×高) 300×350×530mm , 净重: 35Kg
六、技术服务
1、免费保修壹年,长期提供技术服务,软件终生免费提供升。
2、全国各地免费上门安装调试。国内各地常年有本公司流动技术人员,可提供技术服务。
典型用户清华大学材料学院、化工学院国防科学技术大学(湖南长沙)北京化工大学2台哈尔滨工业大学2台华中科技大学材料学院5台华东理工大学 3台中国科学院宁波材料研究所3台中国科学院北京热物理所华南协同创新研究院(东莞)深圳钧泰丰新材料有限公司深圳市中升薄膜材料有限公司中山汇能有机硅有限公司格力电器股份限公司(珠海、郑州、重庆、合肥工厂)肇庆皓明有机硅公司台州钱江新能源研究院有限公司圣戈班研发(上海)有限公司(外资)上海天祥质量技术服务有限公司重庆市都宝电子制造有限公司/恰宝电子制造有限公司(昆山)各台南车电力机车(湖南株洲)2台
型号 Phase11热阻测试仪产自美国 Analysis Tech(Anatech)公司,符合美军标和JEDEC标准. Analysis Tech Inc.成立于 1983年,坐落于波士顿北部,是电子封装器件可靠性测试的国际设计,制造公司。创始人John W.Sofia 是美国麻省理工的博士,并且是提出焊点可靠性,热阻分析和热导率理论的专家. 发表了很多关于热阻测试于分析,热导率及焊点可靠性方面的论文. Analysis Tech Inc.在美国有独立的实验室提供技术支持. 在全世界热阻测试仪这套设备有几百家知名客户. 主要用于测试二极管,三极管,线形调压器,可控硅,LED,MOSFET,MESFET ,IGBT,IC等分立功率器件的热阻测试及分析。
二、Phase11的功能:
PHASE11 可以测试Rja,Rjc,Rjb Rjl 的热阻(测试原理符合JEDEC51-1 定义的动态及静态测试方法)Phase11 测试来的数据,将产生上图。左上角的数字说明这个器件有四个层次(为了可以清楚的了解不同层次,可以将这个图转换成图三)。其中第一个是芯片下的粘接层的阻抗值,后面Tau是完成的测试时间,四个层次的阻抗值之和就是这个器件的热阻值。并且每一个拐点都表明热进入了一个新的层次。每个层次的数据将表明这个器件不同层向外散热的好坏,对不同厂家同类产品而言,可以让 让让 让我们选择热阻值非常好的厂家;同时它也可以检测同一厂家,同类产品,不同批次质量的差异,从而评测出该厂家生产工艺的稳定性。
1) 瞬态阻抗(Thermal Impedance)测试,可以得到从开始加热到结温达到稳定这一过程中的瞬态阻抗数据。见上图
2) 稳态热阻(Thermal Resistance)各项参数的测试,其包括:Rja,Rjb,Rjc,Rjl, 当器件在给一定的工作电流后。热量不断地向外扩散,最后达到了热平衡,这时得到的结果是稳态热阻值。在没有达到热平衡之前测试到的是热阻抗。 可以得到用不同占空比方波测试时的阻抗与热阻值。
3) 内部封装结构与其散热能力的相关性分析(Structure Function),可以通过将类似的图一转换成下面所示的曲线分析图(热容与热阻关系图),这样更能体现不同结构下热阻,以 LED 为例从图中可以看出LED 器件散热能力的瓶颈所在,对LED封装工艺的改进和封装材料的选择有很大帮助。下图为两种不同封装结构的 LED 样品的分析图。
不只 LED 器件可以得到这个分析图,而且其他的器件也可以得到这个图。并且也可以得到这种分析。从图中可以看出黑色曲线的 LED热阻低于绿色曲线的 LED热阻,这也从客户那里得到确认,黑色曲线的 LED在芯片粘接与散热方面的工艺得到很大改进。
5) 装片质量的分析(Die Attachment Quality Evaluation).
主要测试器件的粘接处的热阻抗值,如果有粘接层有气孔,那么传热就要受阻,这样将导致芯片的温度上升,因此这个功能能够衡量粘接工艺的稳定性。
6.多晶片器件的测试。
以两个晶片为例:先给其中的晶片 1加电使其节温升高然后测试出热阻 R11 和功率Q1 同时给另一晶片 2供感应电流然后测出感应热阻 R21.再给晶片 2加电使其节温升高然后测试出热阻R22节温和功率 Q2, 同时给另一晶片 1供感应电流然后测出感应热阻 R12。 根据热阻的定义
R=(Tj-Tr)/P即 R=△T/P
根据上述测试数据做矩阵
三 三三 三、 、、 、设备附件介绍
3.1 Nuova Device Calibration Bath
Nuova 校准浴锅
技术特征:
1由集成在热阻分析仪中的模块直接进行温度控制
2使用有陶瓷镀层的磁力搅拌器
3带有冷却风扇的坚固底盘能够控制升温速率并保证安全性
4 有盖的四升不锈钢水浴锅
5悬挂结构支持部件被校准
6四升绝缘良好导 矿物油,对环境无害并能重复使用
7完整的说明及保证
用来得到节压和节温的函数关系即K值
3.2 EVN-12 静止空气测试箱
EVN-12 是用于在标准化的静止空气环境下测试元件。自然对流条件下的热阻测量会
对实验室里的不期望的空气流动非常敏感。这套静止空气测试箱可以排除这种潜在的产 生测试错误的因素。(里面的红外探测头及支架是选项,不是标配)
3.3 JEDEC RJC 测试夹具
对不同封装的器件设计不同的Rjc测试夹具。
3.4 Rjb 测试夹具
3.5 风洞
3.6 Power Booster(电源放大器
可给待测器件提供200A,400A,800A,1000A工作电流
附:此热阻测试仪运行稳定可靠,所以无须备件和耗材
四.设备电性规格:
加热电流测量精度(低电流测量: 0.2, 1 和2 安培测量)
2A 系统: ±1mA 10A 系统: ±5mA 20A 系统: (±10mA)
加热电流测量精度(高电流测量: 2, 10 和20 安培测量):
2A 系统: ±4mA 10A 系统: ±20mA 20A 系统: (±40mA)
加热电压测量精度: ±0.25% ,0~50V
热电偶测量精度(T 型): 典型 ±0.1°C, 最大±0.3°C
交流电压:220VAC,5A,50/60Hz
器件的最大的供电电压: 50V(标配)
器件的最大的供电电流: 20 安培(标配),选配(200A,400A,800A,1000A)
节温的感应电流:1mA, 5mA, 10mA, 20mA, 50mA(标配),
五.测试数据。
1.下图是器件1260 和2530的节温校准图表,从中可以得到节温和节压的函数关系(线性关
系)。
根据热阻的定义 R=(Tj-Tr)/P Tj---节温 Tr---参考点温度 P---给器件所加的功率 Tr ---可用电热偶测出来,P--- 软件会自动测试出来 用电学方法来测节温(通过测节压,根据节温和节压的函数关系软件会自动换算成节温。 这样软件会根据测试出来数据自动换算成我们所要的热阻值 详细资料请联系:深圳市世纪天源仪器有限公司
材料热阻测试仪热界面材料测试热阻抗和热导率系数在中度到高导电材料和适合测量热界面材料
TIM的分析技术测试自动化测试系统测量热阻抗和热传导系数的薄,导热材料的类型,经常用于电子包装,以及各种各样的柔性或刚性固体和半固体或粘性材料。
Ⅰ型:液体材料,具有无限的变形时,应力的应用。这些包括油脂,膏体,相变材料。
Ⅱ型:弹性固体,应力变形最终是平衡的内部材料应力从而进一步限制变形。例子包括凝胶,软、硬橡胶。这些材料表现出线性弹性性能显着压缩变形的材料相对厚度。
Ⅲ型:弹性固体表现出微不足道的;例子包括陶瓷,金属,和某些类型的塑料。
一般来说,这些TIM测试设备可容纳样品高至中等热传导接触压力范围从5到380磅(50-2600千帕)和样品测试温度范围从20℃到130℃°°相变材料可以在90℃预热°之前测试。
标本/ sample-under-test夹在一对平行导电表面,一热一冷,这对一个实测热流通过样本。精确测量温差整个样本和诱导流提供了基础的热导率测量。样品的平均温度和夹紧接触压力自动控制的基础上选定的值。接触压力影响的热性能很容易确定使用pressure-batch模式测试。
这个设备还提供了材料导热系数测量测试功能。
TIM设备测量材料的热界面材料测试热阻抗和热导率在中度到高导电材料和适合测量热界面材料用于电子封装。这些测试符合试ASTM D-5470标准也是利用热结构与功能分析,提高速度和精度的测量。
所有测试参数和测试程序使用的图形用户界面的软件控制Wintim。接触压力和温度自动控制根据操作者的选择。在测试中,所有相关参数的自动控制,实现理想的试验条件与之间的权衡考期和数据的性。简单和明确的文本文件数据,EXCEL数据文件,热数据与样品的厚度或压力图图形。也地确定表面接触热阻和热导率。(见案例研究)
该软件包提供了完整的Wintim的帮助文件和屏幕上的指示允许新用户迅速成为有经验的使用者,不需要特别的训练。Wintim软件不断监测的所有方面测试,提供了详细的提示和指导在适当。
可选的设备校准和参考样品包便于定期现场仪表标定TIM测试使用的特点,Wintim软件。参考样本集包括记录test-samples方便accuracy-verification一致性数据的tim仪操作。(注:参考样品不需要测试以来,用5470方法绝对测量和相对不属于任何已知的参考样本。)
热界面材料特性测试仪
全自动操作Wintim软件,
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▪用户可选的测试单位选择:watt, K, inch, psi 或watt, K, cm, kPa
▪不停顿的错误检测提示功能:
▪ 冷却水流偏低
▪ 供应压力偏低
▪ 超过设定的温度
▪ Operator mechanical press-safety
▪USB借口
▪坚固,耐用的结构
▪内部校准程序
TIM仪器配件及可选项:
▪TIM成套配件包:
▪校准设备和参考测试样品包
▪冷却和压缩空气软管快速接头(包括与冷水机组)
▪可选的电脑
T3Ster运用先进的JEDEC稳态实时测试方法(JESD51-1),专业测试各类IC(包括二极管、三极管、MOSFET、SOC、MEMS等)、LED、散热器、热管、PCB及导热材料等的热阻、热容及导热系数、接触热阻等热特性。配合专为LED产业开发的选配件TERALED可以实现LED器件和组件的光热一体化测量。
符合JEDEC JESD51-1和MIL-STD-750E标准法规。
T3Ster热阻测试仪工作原理:
T3Ster设备提供了非破坏性的热测试方法,其原理为:1) 首先通过改变电子器件的功率输入;2) 通过TSP (Temperature Sensitive Parameter热敏参数)测试出电子器件的瞬态温度变化曲线;3) 对温度变化曲线进行数值处理,抽取出结构函数;4) 从结构函数中自动分析出热阻和热容等热属性参数。T3Ster热阻测试仪设备参数:● 加热电压范围:标配1-10V,不确定度小于±1%。选配功率放大器,最大电压可达280V● 加热电流范围:标配0.01-2A,不确定度小于±1%。选配功率放大器,最大电流达100A或更大● 加热功率脉冲:无时间限制● 热阻测量范围:0.002-1000℃/W,不确定度小于±1%● 测试通道数量:标配2通道,同一主机箱内可以升级至8通道● 温度采集响应时间:1μs● 温度测量精度:±0.01℃● 通道测量解析度:12bit● 通道噪声:±1bit● 取样容量:每个通道64k
T3Ster热阻测试仪应用范围:● 各种三极管、二极管等半导体分立器件,包括:常见的半导体闸流管、双极型晶体管、以及大功率IGBT、MOSFET、LED等器件。● 各种复杂的IC以及MCM、SIP、SoC等新型结构 。● 各种复杂的散热模组的热特性测试,如热管、风扇等。● 半导体器件结温测量。● 半导体器件稳态热阻及瞬态热阻抗测量。● 半导体器件封装内部结构分析,包括器件封装内部每层结构(芯片+焊接层+热沉等)的热阻和热容参数。● 半导体器件老化试验分析和封装缺陷诊断,帮助用户准确定位封装内部的缺陷结构。● 材料热特性测量(导热系数和比热容)。● 接触热阻测量,包括导热胶、新型热接触材料的导热性能测试。
主要特点:● T3Ster符合JEDEC JESD51-1和MIL-STD-750E标准法规。 ● T3Ster兼具JESD51-1定义的静态测试法(Static Mode)与动态测试法(Dynamic Mode),能够实时采集器件瞬态温度响应曲线(包括升温曲线与降温曲线),其采样率高达1微秒,测试延迟时间高达1微秒,结温分辨率高达0.01℃。● T3Ster既能测试稳态热阻,也能测试瞬态热阻抗。● T3Ster的研发者MicRed制定了全球第一个用于测试LED的国际标准JESD51-51,以及LED光热一体化的测试标准JESD51-52。T3Ster和TeraLED是目前全球唯一满足此标准所规定的光热一体化测试要求的。● T3Ster独创的Structure Function(结构函数)分析法,能够分析器件热传导路径上每层结构的热学性能(热阻和热容参数),构建器件等效热学模型,是器件封装工艺、可靠性试验、材料热特性以及接触热阻的强大支持工具。因此被誉为热测试中的“X射线”。● T3Ster可以和热仿真软件FloEFD无缝结合,将实际测试得到的器件热学参数导入仿真软件进行后续仿真优化。