[发明专利]一种导热参数的测试装置和方法

说明书

本申请提供了一种导热参数的测试装置和方法，涉及材料测试技术领域，以解决导热参数测试数据不准确的问题；本申请提供的测试装置包括热端夹持件、冷端夹持件、加热系统、冷却系统、预压系统、厚度检测系统、第一温度检测系统和第二温度检测系统；加热系统用于加热热端夹持件；冷却系统用于冷却冷端夹持件；预压系统用于将样本压紧在热端夹持件和冷端夹持件之间；厚度检测系统用于测量被压紧后的样本的厚度值；第一温度检测系统用于获得热端夹持件在第一方向上的热流密度、冷端夹持件在第一方向上的热流密度、第一贴合面的温度值、第二贴合面的温度值；第二温度检测系统用于测得相邻两个子样本之间的温差，以获得较为精准的导热参数。

技术领域

本申请涉及材料测试技术领域，尤其涉及一种导热参数的测试装置和方法。

背景技术

随着电子设备的不断发展，小型化和集成化逐渐成为了电子设备的主要发展趋势。为了满足这一发展趋势，越来越薄的材料开始广泛的应用在电子设备中。另外，随着电子设备运算能力的不断提升，使得电子设备的功耗和发热量也不断增加。在电子设备内部，热量主要通过导热的方式传递至外部，这一过程中，热量会经过多层薄膜材料，薄膜材料的导热性能直接影响电子设备整体的散热性能，因此，在电子设备的设计中，薄膜材料的导热系数、薄膜材料之间的接触热阻具有不可或缺的参考意义。

目前，材料的导热系数和接触热阻通常通过测试的手段获得，但是，传统的测试装置和方法并不能得到准确的测试结果。

发明内容

本申请提供了能够准确得到测量结果的一种导热参数的测试装置和方法。

一方面，本申请提供了一种导热参数的测试装置；包括热端夹持件、冷端夹持件、加热系统、冷却系统、预压系统、厚度检测系统、第一温度检测系统和第二温度检测系统。概括来说，热端夹持件具有用于与样本贴合的第一贴合面；冷端夹持件具有用于与样本贴合的第二贴合面，且第一贴合面和第二贴合面在第一方向上相向设置；加热系统与热端夹持件热连接，用于加热热端夹持件；冷却系统与冷端夹持件热连接，用于冷却冷端夹持件；预压系统与热端夹持件或冷端夹持件传动连接，用于使热端夹持件和冷端夹持件相向运动，以将样本压紧在第一贴合面和第二贴合面之间；厚度检测系统用于测量被压紧后的样本的厚度值；第一温度检测系统用于获得热端夹持件在第一方向上的热流密度、冷端夹持件在第一方向上的热流密度、第一贴合面的温度值、第二贴合面的温度值；当样本包括沿第一方向叠置的多层子样本时，第二温度检测系统用于测得相邻两个子样本之间的温差。

在本申请提供测试装置中，加热系统能够加热热端夹持件，且热量能够通过样本传递至冷端夹持件，冷却系统能够冷却冷端夹持件。即，在加热系统和冷却系统的共同作用下，能够使得热端夹持件、样本、冷端夹持件的温度达到稳态，以便于采用稳态法对样本的导热参数进行测量。

预压系统能够驱动热端夹持件或冷端夹持件运动，以将样本压紧在热端夹持件的第一贴合面和冷端夹持件的第二贴合面之间，以使样本能够与第一贴合面和第二贴合面紧密贴合，从而有利于提升测量的准确性。

当样本被压紧在第一贴合面和第二贴合面之间后，在压紧力的作用下样本可能会产生形变，因此，样本的厚度可能会有所减小。由于样本的导热参数(如热阻)与样本的厚度高度相关，因此，通过厚度检测系统能够准确的测量出被压紧后的样本的真实厚度，从而有利于提升样本的导热参数的测量准确性。

当样本中包括由第一贴合面向第二贴合面叠置的多层子样本时，第二温度检测系统能够测得相邻两个子样本之间的温差，基于温差以及样本的热流密度便可得出相邻子样本之间的接触热阻。

在对第一温度检测系统进行具体配置时，第一温度检测系统可以包括数据采集仪，以及与数据采集仪信号连接的多个热端温度传感器和多个冷端温度传感器；其中，多个热端温度传感器设置于热端夹持件，且热端温度传感器沿第一方向间隔设置；多个冷端温度传感器设置于冷端夹持件，且多个冷端温度传感器沿第一方向间隔设置。