专利名称：热传导系数测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热传导系数测量装置，尤其涉及一种热界面材料的热传导系数测量装置。
背景技术：
随着半导体集成电路不断在改进、发展，电路集成程度越来越高，热界面材料(Thermal Interface Material，TIM)的应用亦越来越广泛。然而，决定热界面材料性能的最基本参数为热传导系数，如何才能准确地测量热界面材料的热传导系数对热界面材料的发展起到了非常重要的作用。
热界面材料在做热传导系数测量时，其热传导系数是热传距离的函数，其关系式如下所示K=Q×LA×(T1-T2)]]>其中，K为热传导系数；Q为热流量(Heat Flow Rate)；A为热传导方向的横截面积；L为热传导距离，即热界面材料的厚度；T1、T2分别为热界面材料的两界面的温度。
根据热传导系数的关系式，为得到精确的热传导系数，热界面材料的面积与厚度大小必须于实验时能够准确测出。
然而，在测量热界面材料的热传导系数时，现行的量测方法都是以两块铜块将热界面材料以一定的扣合力夹住(模仿热界面材料的实际应用情形)，此时，热界面材料的厚度仅约为0.0762毫米，不易于实验时测出其实际数值。另外，目前大多使用的热界面材料为膏状物质，在加上一定的扣合力后，热界面材料不可避免会向四周流散，无法保持于一定的厚度，更加增加了测量的难度。
为解决以上问题，请参阅图1，传统的热传导系数测量装置在两铜块2a、2b之间加上一边框3，在测量时能够有效地防止热界面材料4的流散现象，为准确测量热界面材料的厚度提供了保障。
然而，在测量热界面材料的热传导系数时，扣合力大小是一个很重要的参数。此种通过加边框3而防止热界面材料4因扣合力而流散的方式必定要将边框3一起扣合住，此时所施加的扣合力必定有一部分将为边框3所承受，而非全部施加于热界面材料上，在一定程度上会影响到施加于热界面材料的扣合力的大小，并进一步影响到热界面材料与两铜块之间的热接触面积，并最终影响整个热界面材料热传导系数测量的结果。
因此，提供一种能够克服以上缺点，既能够准确测量热界面材料的厚度，又不会影响扣合力的大小，从而能够精确热传导系数的热传导系数测量装置十分必要。
发明内容为解决现有技术的技术问题，本发明的目的是提供种能够克服以上缺点，既能够准确测量热界面材料的厚度，又不会影响扣合力的大小，从而能够精确热传导系数的热传导系数测量装置。
为实现本发明的目的，本发明提供一种热传导系数测量装置，其包括一承载部，该承载部包括一第一绝热块，该第一绝热块内部包括一加热器及与该加热器紧密热连接的一第一导热块，该第一导热块部分延伸出该第一绝热块且形成一承载平面；一扣合部，该扣合部包括一第二绝热块，该第二绝热块内部包括多个导热通道及与该导热通道热连接之一第二导热块，该第二导热块部分延伸出该第二绝热块且形成一扣合平面与上述承载平面相对应；其中，该热传导系数测量装置进一步包括一绝热套筒，该绝热套筒包围上述第一导热块与第二导热块的延伸部分，该上述绝热套筒的内径与第一导热块及第二导热块的外径基本相等。
与现有技术相比较，本发明的热传导系数测量装置具有如下优点其一，绝热套筒的使用能够有效地保证热界面材料的厚度，减少因量测厚度不准确造成的误差；其二，利用绝热套筒，可以完全避免加入垫片型边框对扣合力大小的影响；其三，绝热套筒与铜块之间可以加入密封圈达到完全密合，使得热界面材料在受到扣合力作用时，不会由侧边溢出，并可按照所需厚度调整热界面材料涂抹的量；其四，绝热套筒以绝热材料制成，可以减少系统热量散失。
图1是现有技术的热传导系数测量装置的示意图2是本发明热传导系数测量装置的示意图；图3是本发明热传导系数测量装置的力平衡的示意图。
具体实施方式下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图2，本发明提供一种热传导系数测量装置10，其包括一承载部11，一绝热套筒13及一扣合部12。承载部11进一步包括一第一绝热块111，该第一绝热块111内部包括一加热器112及与该加热器112紧密热连接的一第一导热块113。该第一导热块113的剖面为“凸”形，凸出部分延伸出该第一绝热块111形成一承载平面1131。该第一导热块113通过一第一热扩散面1132与加热器112接触，第一热扩散面1132的面积大于承载平面1131，用于更好地传递加热器112的热量。
扣合部12包括一第二绝热块121，该第二绝热块121内部包括至少一个导热通道15及与该导热通道15热连接的一第二导热块123。该第二导热块的剖面为“凸”形，凸出部分延伸出该第二绝热块121且形成一扣合平面1231与上述承载平面1131相对应。该扣合平面1231与热界面材料14相接触。该第二导热块123通过一第二热扩散面1232与导热通道15热连接，该第二热扩散面1232的面积大于扣合平面1231，用于更好地将热量传递至导热通道15，扩大散热面积与效果。该导热通道15可进一步热连接外接散热装置(图未示)，用于散发系统热量，本发明的外接散热装置包括散热器或水冷散热装置。
绝热套筒13包围上述第一导热块113与第二导热块123的凸出部分，其内径与凸出部分的外径基本相等，起密封作用。
在测量时可将待测的热界面材料14置于承载平面1131上，以扣合部12的扣合平面1231进行扣合，使得热界面材料14分别与承载平面1131及扣合平面1231紧密热接触。同时，绝热套筒13与第一导热块113及第二导热块123之间可加入密封圈达到完全密合。绝热套筒13的使用能够有效地防止热界面材料14在受到扣合力作用时由侧边溢出。同时绝热套筒13是以绝热材料制成，本发明的绝热套筒13的材料包括电木及氧化铝陶瓷，本实施例的绝热套筒13的材料以电木为例，可以有效地减少热量散失。从而确保热传导系数测量的准确性。
另外，上述第一导热块113的凸出部分的侧面进一步形成有一凸出绝热块16。用于承载绝热套筒13，防止绝热套筒13于测量时下滑，进而影响测量结果。
上述热界面材料14包括导热膏、相变材料及纳米材料。本实施例的热界面材料14以导热银胶为例，通过均匀涂抹的方式使其完全覆盖整个承载平面1131。本发明的导热块113、123采用高热传导系数的金属材料，本实施例采用铜块作为导热块。
请参阅图3，是本发明热传导系数测量装置的力平衡示意图，由图中可以看出，本发明热传导系数测量装置的力平衡关系式为F+f1＝f4；其中，F为外部施加的压力，f1为扣合部的重量，f4为扣合力。
请再参阅图2，本发明的热传导系数测量装置10在应用时，将待测的热界面材料14置于承载平面1131上，再以扣合平面1231扣合。由于使用绝热套筒13，在有效地保证热界面材料14厚度的同时，又不会对扣合力造成影响。通过控制外部施加的压力，从而能够精确地控制实际扣合力的大小。
本发明的热传导系数测量装置具有如下优点其一，绝热套筒的使用能够有效地保证热界面材料的厚度，减少因量测厚度不准确造成的误差；其二，利用绝热套筒，可以完全避免加入垫片型边框对扣合力大小的影响；其三，绝热套筒与铜块之间可以加入密封圈达到完全密合，使得热界面材料在受到扣合力作用时，不会由侧边溢出，并可按照所需厚度调整热界面材料涂抹的量；其四，绝热套筒以绝热材料制成，可以减少系统热量散失。
权利要求
1.一种热传导系数测量装置，其包括一承载部，该承载部包括一第一绝热块，该第一绝热块内部包括一加热器及与该加热器紧密热连接的一第一导热块，该第一导热块部分延伸出该第一绝热块且形成一承载平面；一扣合部，该扣合部包括一第二绝热块，该第二绝热块内部包括多个导热通道及与该导热通道热连接之一第二导热块，该第二导热块部分延伸出该第二绝热块且形成一扣合平面与上述承载平面相对应；其特征在于，该热传导系数测量装置进一步包括一绝热套筒，该绝热套筒包围上述第一导热块与第二导热块的延伸部分，该上述绝热套筒的内径与第一导热块及第二导热块的外径基本相等。
2.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该绝热套筒由绝热材料构成。
3.如权利要求2所述的热传导系数测量装置，其特征在于该绝热套筒材料包括电木及氧化铝陶瓷。
4.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该绝热套筒与第一导热块及第二导热块之间进一步设置有密封圈以实现完全密合。
5.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于可进一步在第一导热块的侧面形成一凸出绝热块，用于承载绝热套筒。
6.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该第一导热块与第二导热块为“凸”形，凸出部分分别延伸出第一绝热块与第二绝热块形成承载平面与扣合平面。
7.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该扣合平面与承载平面相互平行，且面积相等。
8.如权利要求1所述的热传导系数测量装置，其特征在于该导热通道进一步热连接外接散热装置。
9.如权利要求8所述的热传导系数测量装置，其特征在于该外接散热装置包括散热器或水冷散热装置。
10.如权利要求9所述的热传导系数测量装置，其特征在于该第一导热块与第二导热块为高热传导系数的金属块。
全文摘要
一种热传导系数测量装置，其包括一承载部，该承载部包括一第一绝热块，该第一绝热块内部包括一加热器及与该加热器紧密热连接的一第一导热块，该第一导热块部分延伸出该第一绝热块且形成一承载平面；一扣合部，该扣合部包括一第二绝热块，该第二绝热块内部包括多个导热通道及与该导热通道热连接的一第二导热块，该第二导热块部分延伸出该第二绝热块且形成一扣合平面与上述承载平面相对应；及一绝热套筒，该绝热套筒包围上述第一导热块与第二导热块的延伸部分；其中上述绝热套筒的内径与第一导热块及第二导热块的外径基本相等。
文档编号G01N25/20GK1743837SQ20041005138
公开日2006年3月8日 申请日期2004年9月3日 优先权日2004年9月3日
发明者张俊毅 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司