專(zhuān)利名稱：熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，尤其涉及一種熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路不斷在改進(jìn)、發(fā)展，電路集成程度越來(lái)越高，熱界面材料(Thermal Interface Material，TIM)的應(yīng)用亦越來(lái)越廣泛。然而，決定熱界面材料性能的最基本參數(shù)為熱傳導(dǎo)系數(shù)，如何才能準(zhǔn)確地測(cè)量熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)對(duì)熱界面材料的發(fā)展起到了非常重要的作用。
熱界面材料在做熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量時(shí)，其熱傳導(dǎo)系數(shù)是熱傳距離的函數(shù)，其關(guān)系式如下所示K=Q×LA×(T1-T2)]]>其中，K為熱傳導(dǎo)系數(shù)；Q為熱流量(Heat Flow Rate)；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。
根據(jù)熱傳導(dǎo)系數(shù)的關(guān)系式，為得到精確的熱傳導(dǎo)系數(shù)，熱界面材料的面積與厚度大小必須于實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠準(zhǔn)確測(cè)出。
然而，在測(cè)量熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)時(shí)，現(xiàn)行的量測(cè)方法都是以兩塊銅塊將熱界面材料以一定的扣合力夾住(模仿熱界面材料的實(shí)際應(yīng)用情形)，此時(shí)，熱界面材料的厚度僅約為0.0762毫米，不易于實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)出其實(shí)際數(shù)值。另外，目前大多使用的熱界面材料為膏狀物質(zhì)，在加上一定的扣合力后，熱界面材料不可避免會(huì)向四周流散，無(wú)法保持于一定的厚度，更加增加了測(cè)量的難度。
為解決以上問(wèn)題，請(qǐng)參閱圖1，傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置在兩銅塊2a、2b之間加上一邊框3，在測(cè)量時(shí)能夠有效地防止熱界面材料4的流散現(xiàn)象，為準(zhǔn)確測(cè)量熱界面材料的厚度提供了保障。
然而，在測(cè)量熱界面材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)時(shí)，扣合力大小是一個(gè)很重要的參數(shù)。此種通過(guò)加邊框3而防止熱界面材料4因扣合力而流散的方式必定要將邊框3一起扣合住，此時(shí)所施加的扣合力必定有一部分將為邊框3所承受，而非全部施加于熱界面材料上，在一定程度上會(huì)影響到施加于熱界面材料的扣合力的大小，并進(jìn)一步影響到熱界面材料與兩銅塊之間的熱接觸面積，并最終影響整個(gè)熱界面材料熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量的結(jié)果。
因此，提供一種能夠克服以上缺點(diǎn)，既能夠準(zhǔn)確測(cè)量熱界面材料的厚度，又不會(huì)影響扣合力的大小，從而能夠精確熱傳導(dǎo)系數(shù)的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置十分必要。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供種能夠克服以上缺點(diǎn)，既能夠準(zhǔn)確測(cè)量熱界面材料的厚度，又不會(huì)影響扣合力的大小，從而能夠精確熱傳導(dǎo)系數(shù)的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其包括一承載部，該承載部包括一第一絕熱塊，該第一絕熱塊內(nèi)部包括一加熱器及與該加熱器緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊，該第一導(dǎo)熱塊部分延伸出該第一絕熱塊且形成一承載平面；一扣合部，該扣合部包括一第二絕熱塊，該第二絕熱塊內(nèi)部包括多個(gè)導(dǎo)熱通道及與該導(dǎo)熱通道熱連接之一第二導(dǎo)熱塊，該第二導(dǎo)熱塊部分延伸出該第二絕熱塊且形成一扣合平面與上述承載平面相對(duì)應(yīng)；其中，該熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置進(jìn)一步包括一絕熱套筒，該絕熱套筒包圍上述第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊的延伸部分，該上述絕熱套筒的內(nèi)徑與第一導(dǎo)熱塊及第二導(dǎo)熱塊的外徑基本相等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)其一，絕熱套筒的使用能夠有效地保證熱界面材料的厚度，減少因量測(cè)厚度不準(zhǔn)確造成的誤差；其二，利用絕熱套筒，可以完全避免加入墊片型邊框?qū)酆狭Υ笮〉挠绊?；其三，絕熱套筒與銅塊之間可以加入密封圈達(dá)到完全密合，使得熱界面材料在受到扣合力作用時(shí)，不會(huì)由側(cè)邊溢出，并可按照所需厚度調(diào)整熱界面材料涂抹的量；其四，絕熱套筒以絕熱材料制成，可以減少系統(tǒng)熱量散失。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置的示意圖2是本發(fā)明熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置的示意圖；圖3是本發(fā)明熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置的力平衡的示意圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明提供一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置10，其包括一承載部11，一絕熱套筒13及一扣合部12。承載部11進(jìn)一步包括一第一絕熱塊111，該第一絕熱塊111內(nèi)部包括一加熱器112及與該加熱器112緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊113。該第一導(dǎo)熱塊113的剖面為“凸”形，凸出部分延伸出該第一絕熱塊111形成一承載平面1131。該第一導(dǎo)熱塊113通過(guò)一第一熱擴(kuò)散面1132與加熱器112接觸，第一熱擴(kuò)散面1132的面積大于承載平面1131，用于更好地傳遞加熱器112的熱量。
扣合部12包括一第二絕熱塊121，該第二絕熱塊121內(nèi)部包括至少一個(gè)導(dǎo)熱通道15及與該導(dǎo)熱通道15熱連接的一第二導(dǎo)熱塊123。該第二導(dǎo)熱塊的剖面為“凸”形，凸出部分延伸出該第二絕熱塊121且形成一扣合平面1231與上述承載平面1131相對(duì)應(yīng)。該扣合平面1231與熱界面材料14相接觸。該第二導(dǎo)熱塊123通過(guò)一第二熱擴(kuò)散面1232與導(dǎo)熱通道15熱連接，該第二熱擴(kuò)散面1232的面積大于扣合平面1231，用于更好地將熱量傳遞至導(dǎo)熱通道15，擴(kuò)大散熱面積與效果。該導(dǎo)熱通道15可進(jìn)一步熱連接外接散熱裝置(圖未示)，用于散發(fā)系統(tǒng)熱量，本發(fā)明的外接散熱裝置包括散熱器或水冷散熱裝置。
絕熱套筒13包圍上述第一導(dǎo)熱塊113與第二導(dǎo)熱塊123的凸出部分，其內(nèi)徑與凸出部分的外徑基本相等，起密封作用。
在測(cè)量時(shí)可將待測(cè)的熱界面材料14置于承載平面1131上，以扣合部12的扣合平面1231進(jìn)行扣合，使得熱界面材料14分別與承載平面1131及扣合平面1231緊密熱接觸。同時(shí)，絕熱套筒13與第一導(dǎo)熱塊113及第二導(dǎo)熱塊123之間可加入密封圈達(dá)到完全密合。絕熱套筒13的使用能夠有效地防止熱界面材料14在受到扣合力作用時(shí)由側(cè)邊溢出。同時(shí)絕熱套筒13是以絕熱材料制成，本發(fā)明的絕熱套筒13的材料包括電木及氧化鋁陶瓷，本實(shí)施例的絕熱套筒13的材料以電木為例，可以有效地減少熱量散失。從而確保熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。
另外，上述第一導(dǎo)熱塊113的凸出部分的側(cè)面進(jìn)一步形成有一凸出絕熱塊16。用于承載絕熱套筒13，防止絕熱套筒13于測(cè)量時(shí)下滑，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果。
上述熱界面材料14包括導(dǎo)熱膏、相變材料及納米材料。本實(shí)施例的熱界面材料14以導(dǎo)熱銀膠為例，通過(guò)均勻涂抹的方式使其完全覆蓋整個(gè)承載平面1131。本發(fā)明的導(dǎo)熱塊113、123采用高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬材料，本實(shí)施例采用銅塊作為導(dǎo)熱塊。
請(qǐng)參閱圖3，是本發(fā)明熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置的力平衡示意圖，由圖中可以看出，本發(fā)明熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置的力平衡關(guān)系式為F+f1＝f4；其中，F(xiàn)為外部施加的壓力，f1為扣合部的重量，f4為扣合力。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，本發(fā)明的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置10在應(yīng)用時(shí)，將待測(cè)的熱界面材料14置于承載平面1131上，再以扣合平面1231扣合。由于使用絕熱套筒13，在有效地保證熱界面材料14厚度的同時(shí)，又不會(huì)對(duì)扣合力造成影響。通過(guò)控制外部施加的壓力，從而能夠精確地控制實(shí)際扣合力的大小。
本發(fā)明的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)其一，絕熱套筒的使用能夠有效地保證熱界面材料的厚度，減少因量測(cè)厚度不準(zhǔn)確造成的誤差；其二，利用絕熱套筒，可以完全避免加入墊片型邊框?qū)酆狭Υ笮〉挠绊懀黄淙?，絕熱套筒與銅塊之間可以加入密封圈達(dá)到完全密合，使得熱界面材料在受到扣合力作用時(shí)，不會(huì)由側(cè)邊溢出，并可按照所需厚度調(diào)整熱界面材料涂抹的量；其四，絕熱套筒以絕熱材料制成，可以減少系統(tǒng)熱量散失。
權(quán)利要求
1.一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其包括一承載部，該承載部包括一第一絕熱塊，該第一絕熱塊內(nèi)部包括一加熱器及與該加熱器緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊，該第一導(dǎo)熱塊部分延伸出該第一絕熱塊且形成一承載平面；一扣合部，該扣合部包括一第二絕熱塊，該第二絕熱塊內(nèi)部包括多個(gè)導(dǎo)熱通道及與該導(dǎo)熱通道熱連接之一第二導(dǎo)熱塊，該第二導(dǎo)熱塊部分延伸出該第二絕熱塊且形成一扣合平面與上述承載平面相對(duì)應(yīng)；其特征在于，該熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置進(jìn)一步包括一絕熱套筒，該絕熱套筒包圍上述第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊的延伸部分，該上述絕熱套筒的內(nèi)徑與第一導(dǎo)熱塊及第二導(dǎo)熱塊的外徑基本相等。
2.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該絕熱套筒由絕熱材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該絕熱套筒材料包括電木及氧化鋁陶瓷。
4.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該絕熱套筒與第一導(dǎo)熱塊及第二導(dǎo)熱塊之間進(jìn)一步設(shè)置有密封圈以實(shí)現(xiàn)完全密合。
5.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于可進(jìn)一步在第一導(dǎo)熱塊的側(cè)面形成一凸出絕熱塊，用于承載絕熱套筒。
6.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊為“凸”形，凸出部分分別延伸出第一絕熱塊與第二絕熱塊形成承載平面與扣合平面。
7.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該扣合平面與承載平面相互平行，且面積相等。
8.如權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該導(dǎo)熱通道進(jìn)一步熱連接外接散熱裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該外接散熱裝置包括散熱器或水冷散熱裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于該第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊為高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬塊。
全文摘要
一種熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量裝置，其包括一承載部，該承載部包括一第一絕熱塊，該第一絕熱塊內(nèi)部包括一加熱器及與該加熱器緊密熱連接的一第一導(dǎo)熱塊，該第一導(dǎo)熱塊部分延伸出該第一絕熱塊且形成一承載平面；一扣合部，該扣合部包括一第二絕熱塊，該第二絕熱塊內(nèi)部包括多個(gè)導(dǎo)熱通道及與該導(dǎo)熱通道熱連接的一第二導(dǎo)熱塊，該第二導(dǎo)熱塊部分延伸出該第二絕熱塊且形成一扣合平面與上述承載平面相對(duì)應(yīng)；及一絕熱套筒，該絕熱套筒包圍上述第一導(dǎo)熱塊與第二導(dǎo)熱塊的延伸部分；其中上述絕熱套筒的內(nèi)徑與第一導(dǎo)熱塊及第二導(dǎo)熱塊的外徑基本相等。
文檔編號(hào)G01N25/20GK1743837SQ20041005138
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者張俊毅 申請(qǐng)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