材料熱擴散率測試儀 TA-35
廠牌 : BETHEL
日本BETHEL公司開發材料熱擴散率測試儀TA-35,可以量測樣品水平方向與垂直方向熱擴散率,被測樣品從高導熱單晶鑽石到低導熱PI材料都可測試,樣品製作無需特殊治具與工法,樣品形狀除了需是平面外也無其他限制。
產品說明
材料熱物性研究中,熱傳導率、熱擴散率、熱浸透率是可以藉由計算公式互相帶算出來的。例如:當量測到熱擴散率數值時,若已知材料的密度便可帶算出熱傳導率,若已知材料的比熱容便可帶算出熱浸透率。
Bethel公司的熱波分析儀採用點雷射方法對樣品做周期性加熱,使得樣品表面形成熱波,並用輻射溫度計測得熱波,屬於非接觸是量測方式,此方式已在2018年獲得JIS R7240標準規範。
TA-35對於材料熱擴散的量測,可量測垂直Z方向、水平XY方向熱擴散,使用點雷射加熱方式,可以對樣品做小面積掃描量測,以幫助分析面積範圍內材料熱擴散均一性。
手機等晶片需要石墨稀散熱材料提高散熱效能,TA-35已獲得手機大廠認可做為石墨稀散熱片熱擴散測試基準。
特色
- 非接觸式雷射對樣品加溫方式,量測材料水平及垂直方向熱擴散。
- 無需專用治具,樣品厚度均一即可,形狀大小精度無限制。
- 樣品可連續掃描,數據可整合成3D MAP,方便判讀材料熱擴散均一性。
- 樣品厚度最薄數十um就可測試,測試材料從低導熱PI材料到高導熱單晶鑽石皆可測試。
規格
量測功能 | 材料熱擴散率 |
---|---|
量測範圍 | 0.1 ~ 1,000 [ x10-6m2s-1] |
輸出數據 | 頻率、距離、振幅、相位、厚度 [TXT格式] |
量測模式 | 面內、面外、分布 |
雷射加熱器 | 波長808nm、1.5W |
輻射溫度計 | 元素InSb |
降溫方式 | 液態氮降溫 |
量測溫度 | 常溫 |
量測頻率 | 0.01 Hz ~ 100 kHz |
高溫量測 | RT ~ 300℃ 選配 |
測試樣品尺寸 | 10 x 10 x 0.015 ~ 100 x 100 x 2 mm |
樣品載台規格 | XY ±10mm |
偵測載台規格 | XY ±5mm |
主機尺寸 | 約56 cm W x 74 cm D x 69 cm H |
重量 | 約 90 公斤 |
電源 | 100 VAC – 240 VAC,50/60 Hz 自動切換通用輸入,最大 5 A |
操作環境 | 溫度20 ~ 35℃ 濕度20~80% RH |
銅和銀 熱擴散率測定(各種厚度)
從圖表中能得知Cu與Ag在不同厚度的量測數據均雷同,且與文獻值差異不大。
多層石墨片 熱擴散率測定(厚度=190μm)
考慮到雷射強度,多層石墨板的熱擴散率為7.2x10-4m2s-1,實測數據與設計值7~8x10-4m2s-1相吻合
碳纖樹脂複合材料熱擴散率的測定
量測3D圖,導熱係數的均勻性可以用3D圖形表示,更容易判別。
即使使用相同的樹脂,不一樣的成型條件和模具形狀,導熱係數也會發生變化,利用TA獨特的3D繪圖表示,能夠了解到產品在不同方向的熱分佈。
機能材料TIM熱擴散率分佈的測量
該圖為某電池大廠(日商)的3D Mapping
圖為使用TA-35材料熱擴率散測試儀來量測目前電池產業中非常重要的薄膜電池。此為金屬膜與陶瓷或樹脂的兩層貼合而成的薄膜,透過3D Mapping分佈測量法所量測出在特定面積中熱擴散率分布的圖形,從此圖形中可評估多層材料在固定面積中的貼合狀況,可判定是否存在缺陷以及材料的均勻性。
CPU中 TIM材量測範例
由於層壓材料TIM是通過堆疊具有不同熱傳導率的材料所製成,因此成品的熱傳導率將會根據黏附的均勻性發生各種不一樣的變化,但是量測層壓材料TIM的熱傳導率一直都是非常困難的,這也是開發時所關注的重點之一。
TA-35是透過連續量測垂直向的相位延遲來取得正相關的熱傳導率。不僅適用於材料熱性能評價,也適用於零件的缺陷檢查以及均勻性確認。
CPU組成
TIM材 密著度範例
樣品量測 A
IRMM 認證材料玻璃陶瓷(Al2O3-TiC)
熱擴散率1.87x10-6m2s-1 (298K)
面外量測
(1)測量值:1.91x10-6m2s-1
(2)實測值與標準值相差±2%
(3)認證值:1.87x10-6m2s-1
(4)厚度:335μm 直徑:25mm
面內量測
(1)測量值:1.82x10-6m2s-1
(2)實測值與標準值相差±3%
(3)認證值:1.87x10-6m2s-1
(4)厚度:335μm 直徑:25mm
樣品量測 B
NMIJ 陶瓷,熱擴散率9.51x10-6m2s-1 (300K)
面外量測
(1)測量值:9.18x10-5m2s-1
(2)實測值與標準值相差±1%
(3)認證值:9.25x10-5m2s-1
(4)厚度:1020μm 直徑:10mm
面內量測
(1)測量值:9.25x10-5m2s-1
(2)實測值與標準值相差±0%
(3)認證值:9.25x10-5m2s-1
(4)厚度:1020μm 直徑:10mm
樣品量測 C
同向性石墨(透過NMIJ校準的閃光法量測)
熱擴散率92.5x10-6m2s-1 (298K)
面外量測
(1)測量值:9.79x10-6m2s-1
(2)實測值與標準值相差±3%
(3)認證值:9.51x10-6m2s-1
(4)厚度:1048μm 直徑:10mm
面內量測
(1)測量值:9.04x10-6m2s-1
(2)實測值與標準值相差±5%
(3)認證值:9.51x10-6m2s-1
(4)厚度:1048μm 直徑:10mm
(1) 關於面內方向上的熱擴散率,顯示了此分析方法中有考慮樣品的厚度和方向上的熱擴散率。
(2) 從對玻璃陶瓷,Al2O3-TiC和各向同性石墨進行了測量,其結果量測值和文獻值相吻合。
(3) 量測過程中呈現了點週期性加熱輻射測溫法的驗證方法
(4) 採用新型點量測方式,可用分佈測量法評估樣品缺陷和不均勻性
產品說明
材料熱物性研究中,熱傳導率、熱擴散率、熱浸透率是可以藉由計算公式互相帶算出來的。例如:當量測到熱擴散率數值時,若已知材料的密度便可帶算出熱傳導率,若已知材料的比熱容便可帶算出熱浸透率。
Bethel公司的熱波分析儀採用點雷射方法對樣品做周期性加熱,使得樣品表面形成熱波,並用輻射溫度計測得熱波,屬於非接觸是量測方式,此方式已在2018年獲得JIS R7240標準規範。
TA-35對於材料熱擴散的量測,可量測垂直Z方向、水平XY方向熱擴散,使用點雷射加熱方式,可以對樣品做小面積掃描量測,以幫助分析面積範圍內材料熱擴散均一性。
手機等晶片需要石墨稀散熱材料提高散熱效能,TA-35已獲得手機大廠認可做為石墨稀散熱片熱擴散測試基準。
特色
- 非接觸式雷射對樣品加溫方式,量測材料水平及垂直方向熱擴散。
- 無需專用治具,樣品厚度均一即可,形狀大小精度無限制。
- 樣品可連續掃描,數據可整合成3D MAP,方便判讀材料熱擴散均一性。
- 樣品厚度最薄數十um就可測試,測試材料從低導熱PI材料到高導熱單晶鑽石皆可測試。
規格
量測功能 | 材料熱擴散率 |
---|---|
量測範圍 | 0.1 ~ 1,000 [ x10-6m2s-1] |
輸出數據 | 頻率、距離、振幅、相位、厚度 [TXT格式] |
量測模式 | 面內、面外、分布 |
雷射加熱器 | 波長808nm、1.5W |
輻射溫度計 | 元素InSb |
降溫方式 | 液態氮降溫 |
量測溫度 | 常溫 |
量測頻率 | 0.01 Hz ~ 100 kHz |
高溫量測 | RT ~ 300℃ 選配 |
測試樣品尺寸 | 10 x 10 x 0.015 ~ 100 x 100 x 2 mm |
樣品載台規格 | XY ±10mm |
偵測載台規格 | XY ±5mm |
主機尺寸 | 約56 cm W x 74 cm D x 69 cm H |
重量 | 約 90 公斤 |
電源 | 100 VAC – 240 VAC,50/60 Hz 自動切換通用輸入,最大 5 A |
操作環境 | 溫度20 ~ 35℃ 濕度20~80% RH |