ANALYSIS TECH 半导体微电子热阻导热系数测试仪

Analysis tech Phase 11 半导体热阻分析仪

一、Analysis Tech Phase11 Phase10概述

ANALYSISTECH半导体热分析仪Semiconductor Thermal Analyzer热阻测试仪中国MICOFORCE米力光CO供应,由美国Analysis Tech Inc公司的PHASE10 PHASE11 热阻测试仪电子封装器件，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。他的创始人是John W.Sofia，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. 发表了很多关于焊点可靠性,热阻分析和热导率论文. Analysis Tech Inc.在美国有独的实验室提供技术支

持.。

热阻分析仪Phase 11主要用于二极管、三极管、线性调压器、可控硅、LED、MOSFET、MESFET、IGBT、IC等分立功率器件的热阻测试和分析。

二、Analysis Tech Phase 11 Phase10工作原理及测试过程

Phase 11采用油浴法测定热敏参数校正曲线。在通以感应电流结还没有明显产生热量时，如果给定足够的时间，结温和壳温将达到热平衡，壳温非常接近结温。将热电偶直接连接到器件表面采集数据时，油浴将充分保证器件的温度稳定并且使热电偶采集的温度等于感应结温。

在这个环节中，感应电流大小的选择是很重要的。感应电流过大，会导致结温明显变化；感应电流过小，会导致正向压降值测量误差较大。Phase 11 感应电流的可选范围是0.1mA~50mA，完全符合JEDEC标准。

在加热器件的过程中，Phase 11 采用了脉冲加热方式，如下图所示：

加热电流和感应电流通过电子开关切换的方式轮流工作。每加热15秒，测量1次热敏参数，即获得1个结温值，测量完之后继续加热，加热15秒，再次测量结温值，如此反复工作。在这个过程中，系统将每次测量到的结温值和前面7个结温值进行比较，如果连续8个结温值相同，系统会判定器件达到热平衡，并计算出稳态热阻值。

如果用户需要得到热阻热容曲线，只需要将电子开关锁定在测量端即可。此时，因为没有了加热电流，器件开始降温，通过监测器件电压可以得到一条温度下降的曲线，进而通过一系列数学变换得到热阻热容曲线以及瞬态热阻抗曲线。

三、Analysis Tech Phase 11Phase10 技术指标

?加热电流测量精度（低电流测量：0.2A,1A和2A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：2A,10A和20A测量）

2A系统：±4mA，10A系统：±20mA，20A系统：±40mA

?加热电压测量精度：±0.2%读数±0.025%量程

?热电偶测量精度（T型）：典型±0.1℃，最大±0.3℃

?结温测量精度：典型±0.1℃

?结温测量延迟时间：1us

?设备工作电压：220VAC，3A，50/60Hz

?器件的最大供电电压：5V（选配Power Booster可以扩展到100V）

?器件的最大供电电流：2A，10A，20A（选配Power Booster可以扩展到1000A）?结温的感应电流：1mA，5mA，10mA，20mA，50mA，0.1~50mA可设定

四、附件介绍

1、Nuova校准浴锅

用来得到节电压和结温的函数关系即K值。

产品特点：

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）四升绝缘良好的导热矿物油，对环境无害并能重复使用

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中测试元件。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。

3、风洞

相对于静止空气测试箱，伺服控制风洞提供了一个强制对流、均匀一致的测试环境。在测试对气流比较敏感的器件时，我们能够更加准确地测量出器件在不同风速下的热阻。

4、Rjc测试夹具（风冷型）

风冷型Rjc测试夹具是一个高性能的风冷型热沉，可以很方便地固定被测器件，是测量JEDEC标准定义Rjc的理想夹具。Rjc测试夹具采用了一种特殊的装置可以准确的测量壳温。

5、Rjc测试夹具（水冷型）

水冷型Rjc测试夹具需要配合循环冷水机使用，具有散热迅速的特点，通常用来测试IGBT和MOSFET等功率较大的器件。

6、Rjb测试夹具

完全按照JEDEC JESD51-8的要求设计，用来测试结到电路板的热阻。

7、LED高压放大器

当被测LED的正向压降高于5V，可以选择LED高压放大器，提供28V的测试电压。

8、功率放大器

提供高达200A，400A和1000A的加热电流。

9、热阻分析仪校准仪

溯源到NIST，可以用于热阻分析仪的故障诊断，建议每半年对热阻分析仪做一次校准。

10、热电偶校准仪

溯源到NIST，用于对热电偶接口进行校准。

五、Analysis Tech Phase 11主要特色

?所有测试数据、图像全屏显示

?高速数据采集和分析，能对各种类型器件进行测试

?能够输出常规的数据和文件类型，能将设置参数和数据存储在硬盘上

?能对操作人员的错误和测试数据的有效性进行连续监测

?四线制测试方法排除测试导线电阻的影响

?兼容IEEE488和RS-232C通讯方式，测试方法遵循MIL&JEDEC标准

?根据电流、功率或ΔTj对器件的功率进行自动控制，用户选择热平衡的监测方法?对附属设备进行自动控制，对集成电路和多芯片模块有多结探测能力

?三个内部参考热电偶，能通过红外线对器件表面的温度进行测试

?有标准和常规的测试夹具，设备校准方便

Analysis Tech Thermal Analyzers measure semiconductor junction temperatures using the electric method of junction temperature measurement for testing all types of semiconductor devices. This capability is the foundation of numerous test methods including: thermal resistance, transient thermal impedance, die attach screening and functional power cycling. The convenient flexibility of the analyzer also facilitates interconnected control of other laboratory test equipment.

Semiconductor Thermal Analyzers perform thermal measurements on all types of packaged semiconductor devices including diodes, LEDs, bipolar transistors, MOSFETs, functional analog/digital integrated circuits, ACSICS, IGBTs, SCRs, TRIACs, and thermal-test-dies. All products offered conform to applicable JEDEC and MIL Standards.

Using the electrical method of junction temperature measurement, Analysis Tech Thermal Analyzers accurately measure component thermal parameters - essential for design and implementation of thermally reliable electronics. In addition to equipment sales, Analysis Tech offers Component Test Services for thermal characterization of semiconductor devices at our factory test-laboratory.

This type of test equipment is alternately known as: semiconductor thermal resistance testers, semiconductor thermal impedance testers, component thermal resistance testers, component thermal impedance testers, die attach testers, die attachment testers.

The Analysis Tech Thermal Analyzer Phase 11 provides comprehensive automated control of semiconductor thermal measurements for production and development testing with powerful features such as:

All Test Modes:

?Test capabilities for all device-types: diodes, LEDs, bipolars, MOSFETs, IGBTs, functional ICs, thryistors, thermal test dies

?Automated high speed data collection, reduction, and analysis

?Compatible with all 750E Mil Stds and JEDEC 51 Series methods

?Data plots for all test parameters in all tests modes

?Simple, automated "in-lab" instrument-calibration procedures ?Various text and graphics file formats for convenient exporting ?Continuous intelligent monitoring for errors and data validity

?Kelvin (4-wire) connections to eliminate test cable resistances effects

?Compatibility with USB, IEEE 488, and RS-232C communications

?10/100 Ethernet NIC interface

?Test methods compatible with MIL & JEDEC test standards

?Selection of automatic power-control by current, wattage, and ΔTj

?Standard and custom test fixturing available ?Windows XP Pro operating system

Steady State Thermal Resistance Mode:

?Multi-junction temperature sensing capability for ICs & multi-die devices

?User-selectable thermal equilibrium criteria

?Batch-mode for determining power level and air flow effects

?Control of accessory laboratory equipment for integrated testing ?Infrared case temperature measurement capability

?Capability for automatically switching the device under test

Die Attach or Power Pulse Mode:

?Pass/Fail or bin sorting based on die-attach quality

?Serialized part testing

?Data plots of all parameters including die-attach histogram

?Extended-life testing with interspersed die-attach testing

?Interface for mechanized device handlers

?Batch mode die-attachment production testing multi-chip modules

Heating Characterization / Transient Thermal Impedance Mode:?Heating and cooling curve time-resolution: 1 microsecond

?Heating and cooling curve span: 1 microsecond - 10,000 seconds

?Heating and cooling curve points-per-decade plotted: 15

?Utilizes time-constant-spectrum and structure function analyses ?Optimized compact dynamic RC models with 2-8 discrete stages

Multiple Sense-Junction Channels

Up to eight junction temperatures can be simultaneously sensed for testing devices with multiple junctions

and for characterizing multi-chip packages or modules. In multiple-die packages, the die-to-die heating (thermal cross-coupling) must be measured to accurately characterize these type of packages. For testing functional integrated circuits (ICs), multiple sense junctions offer validation of the junction temperature (Tj) readings in instances where some of the Tj sense connections are subject to the spurious electrical effects

of other portions of the IC circuitry. When testing hybrids and large-die ICs, multiple sense junctions can

reveal temperature distributions that occur when substantial temperature variations exist within the test device. Multiple sense channel applications include:

?Multi-die devices where multiple heat sources may exist

?Thermal cross-coupling associated with multi-chip devices

?Larger devices which may exhibit substantial temperature

gradients during normal powered operation

Multiple sense channels also permit the calibration of up to 8 sense junctions simultaneously for faster calibration through-put.

Batch Mode and Bin Sorting for Power Pulse Testing

Accurate and rapid screening of device thermal characteristics can dramatically enhance production-device reliability. Die Attachment testing provides an excellent gauge of the chip attachment-quality in terms of the device impedance. The Phase 11 Thermal Analyzer provides programmable relay drivers for controlling external devices during Power Pulse Testing. These drivers offer the following capabilities:

?switching between test points in hybrid circuit test fixtures for multiple sequenced tests

?manual or automatic handler controls bin sorting based on die attachment test results

The test switching capability of the Thermal Analyzer allows one test fixture to carry all the test connections or test-point probes for a batch of tests required for testing complex hybrids. Thus all significant die attachments on a hybrid can be tested with one insertion and one test initiation.

Bin sorting is utilized in die attach testing to rapidly sort devices based on die-attachment quality. The bin sorting control can be used with manual insertion testing or with automatic component transfer systems

which would insert devices to be tested into test fixtures and subsequently eject the tested device into one

of up to eight bins. (see Die Attach Testing in Production Environments)

Accessory Equipment Control Ports

Frequently, device thermal performance must be evaluated over a range of external conditions. Such conditions might include cooling air flow, ambient operating temperature, coolant flow rate, or the heating supply voltage. The Thermal analyzer can control accessory test equipment via USB, IEEE, or serial communication to

achieve integrated batch testing under a wide range of external conditions. The Analysis Tech accessory

Batch Switching Module provides a convenient means to switch the device-under-test so that many devices can be tested sequentially in batch mode.

The simple setup and control procedures of the Thermal Analyzers allow the test engineer to initiate up to 200 tests in batch mode. Tests are successively executed automatically: as a test reaches completion,

the external condition is incremented and the test cycle repeated until the batch of tests is completed.

Once these batch tests have begun, data reporting and accessory equipment control are automatically coordinated.

The Analysis Tech Phase 11 Thermal Analyzer performs a variety of semiconductor thermal tests controlled from a powerful Windows based operating program and continuous-display front panel meters.

The convenient user-interface facilitates complete thermal characterization for any type of semiconductor device or package type according to Mil Std 750E and JEDEC 51 Series methods..

The Phase 11 Thermal Analyzer can be easily configured to perform tests on a wide range of device types including digital or analog functional integrated circuits, thermal test dice, bipolar transistors, diodes, MOSFETS, IGBTS, thyristors, and ASICs. During testing, comprehensive graphic data-displays offer superb detail on all test data, thus promoting confidence and understanding of the test results.

All semiconductor junction temperatures are accurately measured using the electrical method.

Parts can be tested by simply selecting the part-specific Setup File which includes all of the necessary

test parameters for the desired test method. Test data is stored on the PC hard disk including final numerical data such as thermal resistance, power levels, reference temperatures, as well as data plots, and pass/fail evaluations. Text and graphic files can be stored in various file formats as needed for

export to other Windows applications. A network connection (NIC) is provided so that test data can

be archived to your LAN.

The Analysis Tech Phase 11 Thermal Analyzer provides manual or automatic heating power control.

Three thermocouples reference temperatures ports are provided for measurement of external package temperatures such case, lead, etc. Thermal equilibrium is automatically detected based on a variety

of user-selectable criteria. Real-time data plots and tabular displays are readily accessible as testing proceeds. Batch Mode testing offers automatic sequencing of tests with alternate power levels,

different test-devices, or varied environmental conditions such as ambient air flow speed or temperature.

The Phase 10/11 Calibrator offers a powerful and convenient method for annual or biannual instrument calibration without the expense and "down-time" associated with typical "cal-lab" procedures. Thermocouple calibration is comprehensive and automated with the Phase 10/11 Tc Calibrator.

Die attachment bin-sorting offers an efficient means to sort devices according to the thermal quality of the die attachment. Power Pulse Batch Mode performs a rapid sequence of die-attachment tests on up to

eight separate devices. With this capability, multiple active devices on a multi-chip module can be tested for die-attachment with one insertion of the device-under-test.

The Analysis Tech Phase 11 Thermal Analyzer uses an external DC supply for the heating power source, coupled to the Thermal Analyzer via a rear-panel connection. In all test modes, the external supply is controlled by the Thermal Analyzer to provide the desired heating-power level. The external power supply is not included with the Thermal Analyzer but can be purchased as part of the Discount Accessory Package or separately.

The maximum power handling capacity of the Analysis Tech Phase 11 Thermal Analyzer is 100W, 500W, and 1000W for the 2A, 10A, and 20 A analyzers, respectively. The Power Booster accessory offers heating currents up to 1000 amps and heating power levels up to 6000 watts.

All Thermal Analyzer sales include free training at our factory-based test lab facilities.

常用材料的导热系数表

材料的导热率 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W；K: 导热率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。

实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。 而同样道理，根据热阻值以及厚度，再计算出来的导热率K值，也并不完全是真正的导热率值。 傅力叶方程式，是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是复杂的数学模型，会有很多的修正公式，来完善所有的环节可能出现的问题。总之： a. 同样的材料，导热率是一个不变的数值，热阻值是会随厚度发生变化的。 b. 同样的材料，厚度越大，可简单理解为热量通过材料传递出去要走的路程越多，所耗的

导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法(简述实用版)

导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法 导热系数λ[W/(m.k)]： 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用℃代替)。导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。 传热系数K [W/(㎡?K)]： 传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(K，℃)，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米?度(W/㎡?K，此处K可用℃代替)。传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。 热阻值R(m.k/w)： 热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。单位为开尔文每瓦特（K/W）或摄氏度每瓦特（℃/W）。 传热阻： 传热阻以往称总热阻，现统一定名为传热阻。传热阻R0是传热系数K的倒数，即R0=1/K，单位是平方米*度/瓦（㎡*K/W）围护结构的传热系数K值愈小，或传热阻R0值愈大，保温性能愈好。 （节能）热工计算： 1、围护结构热阻的计算 单层结构热阻：R=δ/λ 式中：δ—材料层厚度(m)；λ—材料导热系数[W/(m.k)] 多层结构热阻： R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w) δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m) λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻 R0=Ri+R+Re 式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11) Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04) R —围护结构热阻(m.k/w) 3、围护结构传热系数计算 K=1/ R0 式中: R0—围护结构传热阻 外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算 Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)] Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]

热阻测试仪说明书

热阻测试仪使用说明

测试概述： 1.可测试各类型散热器，散热模组测试热阻及温度监控. 2.电脑软件自动监控，自动计算温度及热阻，并自动绘制温度及热阻曲线。 3.使用简单，适用范围广。 4.测试精度：优于3％ 5.实验方式：a、试样不同压力下热阻测试。b、材料导热系数测试。c、接触热阻测试。 6.计算机全自动测试，并可实现数据打印输出 使用手册（1本） 三．保修： 本产品自售出之日起6个月内，用户在遵守各项使用要求的情况下，产品质量出现问题，我方可免费维修。因违反操作规定和要求而造成损坏的，需缴纳器件费和维修费及相应的运输费用，如果模拟测试平台有明显的烧毁、烧糊情况原则上不予维修。如果本设备测试有问题，可以免费维修。验收标准，方法及提出异议期限：需方收到货后当场确认！ 四．基本原理 热阻的计算公式：R=T1-T2/W T1=CPU表面温度 T2=环境温度 W=CPU最大运行功率 通过电源提供模拟电脑CPU热阻测试治具与真实电脑CPU运行最大功率时所需的相同功率，使电脑CPU热阻测试治具发热与真实电脑CPU基本相同。通过双通道温度测试仪测试出CPU表面温度和风扇进风口温度。然后通过电脑时时监控温度

变化和计算热阻绘制热阻曲线。 五．操作步骤 1.打开透明机箱盖 2.涂导热膏 3.將散热器固定于模拟测试平台上 4.连接风扇连接线，打开风扇电源开关

5.连接模拟测试平台连接线到电源 6.盖上透明机箱盖 7.将温度线联接到已联接到电脑的温度测试仪。打开电脑及测试软件！ 8.开启模拟CPU电源开关（请一定确认COOLER已安装好） 7.调整正确的电流和电压数,在电脑上可时时监控温度CPU温度. 8.测试10～15分钟后，保存测试数据，关闭模拟CPU电源开关，非常重要！！ 9.关闭温度测试表打开透明机箱盖待模拟制具稍冷却后关闭风扇电源拔取风扇 连接线取下COOLER清洁治具上及COOLER的导热膏盖上透明机箱盖。 10.通过电脑测试自动算出温度曲线，热阻曲线。

phase11半导体热阻分析仪

Phase 11 Phase10半导体热阻分析仪 米力光 MICOFORCE 一、Analysis Tech Phase11 Phase10概述 半导体热分析仪Semiconductor Thermal Analyzer热阻测试仪, 由美国Analysis Tech Inc公司的PHASE10 PHASE11 热阻测试仪电子封装器件，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。他的创始人是John W.Sofia，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. 发表了很多关于焊点可靠性,热阻分析和热导率论文. Analysis Tech Inc.在美国有独的 实验室提供技术支持.。 热阻分析仪Phase 11主要用于二极管、三极管、线性调压器、可控硅、LED、MOSFET、MESFET、IGBT、IC等分立功率器件的热阻测试和分析。 二、Analysis Tech Phase 11 Phase10工作原理及测试过程 Phase 11采用油浴法测定热敏参数校正曲线。在通以感应电流结还没有明显产生热量时，如果给定足够的时间，结温和壳温将达到热平衡，壳温非常接近结温。将热电偶直接连接到器件表面采集数据时，油浴将充分保证器件的温度稳定并且使 热电偶采集的温度等于感应结温。 在这个环节中，感应电流大小的选择是很重要的。感应电流过大，会导致结温明显变化；感应电流过小，会导致正向压降值测量误差较大。Phase 11 感应电流的可选范围是0.1mA~50mA，完全符合JEDEC标准。 在加热器件的过程中，Phase 11 采用了脉冲加热方式，如下图所示：

(精品)热阻及热导率的测量方法

热阻及热导率测试方法 范围 本方法规定了导热材料热阻和热导率的测试方法。本方法适用于金属基覆铜板热 阻和导热绝缘材料热阻和热导率的测试。 术语和符号 术语 热触热阻 contact resistance 是测试中冷热两平面与试样表面相接触的界面产生热流量所需的温差。接触热阻 的符号为R I 面积热流量areic heat flow rate 指热流量除以面积。 符号 下列符号适用于本方法。 λ：热导率，W/（m﹒K）； A：试样的面积，m 2 ； H：试样的厚度，m； Q：热流量，W 或者 J/s； q：单位面积热流量，W/ m 2 ； R：热阻，（K﹒m 2 ）/W。 原理 本方法是基于测试两平行等温界面中间厚度均匀试样的理想热传导。 试样两接触界面间的温 度差施加不同温度，使得试样上下两面形成温度梯度，促使热流量全部垂直穿过试样测试表 面而没有侧面的热扩散。 使用两个标准测量块时本方法所需的测试： T1＝高温测量块的高温，K； T2＝高温测量块的低温，K； T3＝低温测量块的高温，K； T4＝低温测量块的低温，K； A＝测试试样的面积，m 2 ； H＝试样的厚度，m。 基于理想测试模型需计算以下参数： T H：高温等温面的温度，K； T C：低温等温面的温度，K； Q：两个等温面间的热流量 热阻：两等温界面间的温差除以通过它们的热流量，单位为（K﹒m 2 ）/W； 热导率：从试样热阻与厚度的关系图中计算得到，单位为W/(m.K)。

接触热阻存在于试样表面与测试面之间。 接触热阻随着试样表面特性和测试表面施加给试样 的压力的不同而显著变化。因此，对于固体材料在测量时需保持一定的压力，并宜对压力进 行测量和记录。热阻的计算包含了试样的热阻和接触热阻两部分。 试样的热导率可以通过扣除接触热阻精确计算得到。 即测试不同厚度试样的热阻，用热阻相 对于厚度作图，所得直线段斜率的倒数为该试样的热导率，在厚度为零的截取值为两个接触 界面的接触热阻。如果接触热阻相对于试样的热阻非常小时（通常小于1％），试样的热导率 可以通过试样的热阻和厚度计算得出。 通过采用导热油脂或者导热膏涂抹在坚硬的测试材料表面来减小接触热阻。 仪器 符合本测试方法的一般特点要求的仪器见图A.1和图A.2。 该套仪器增加测厚度及压力监测等 功能，加强了测试条件的要求来满足测试精度需要。 仪器测试表面粗糙度不大于0.5μm；测试表面平行度不大于5μm。 精度为1μm归零厚度测试仪（测微计、LVDT、激光探测器等）。 压力监测系统。 图A.1 使用卡路里测量块测试架 图A.2 加热器保护的测量架 热源可采用电加热器或是温控流体循环器。主热源部分必需采用有保护罩进行保护， 保护罩 与热源绝缘，与加热器保持±0.2K的温差。避免热流量通过试样时产生热量损失。无论使用 哪一种热源，通过试样的热流量可以用测量块测得。 热流量测量块由测量的温度范围内已知其热导率的高热导率材料组成。为准确测量热流量， 必须考虑热传导的温度灵敏度。推荐测量块材料的热导率大于50 W/(m.K)。 通过推算测量块温度与测试表面的线性关系（Fourier传热方程），确定测量块的热端和冷端 的表面温度。 冷却单元通常是用温度可控的循环流体冷却的金属块，其温度稳定度为±0.2 K。 试样的接触压力通过测试夹具垂直施加在试样的表面上，并保持表面的平行性和对位。

常见材料导热系数(史上最全版)

导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W K: 导热率，W/mk A：接触面积 d: 热量传递距离△T：温度差 R: 热阻值 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 — 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。

常用材料的导热系数表

材料的导热 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W；K: 导热率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。 实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。 而同样道理，根据热阻值以及厚度，再计算出来的导热率K值，也并不完全是真正的导热率值。 傅力叶方程式，是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是复杂的数学模型，会有很多的修正公式，来完善所有的环节可能出现的问题。 总之： a. 同样的材料，导热率是一个不变的数值，热阻值是会随厚度发生变化的。 b. 同样的材料，厚度越大，可简单理解为热量通过材料传递出去要走的路程越多，所耗的时间也越多，效能也越差。 c. 对于导热材料，选用合适的导热率、厚度是对性能有很大关系的。选择导热率很高的材料，但是厚度很大，也是

(完整word版)分立器件热阻测试方法

分立器件热阻测试方法 一、瞬态热阻 瞬态热阻是指器件在脉冲工作状态下的热阻。脉冲作用下的瞬态热阻定义为最大结温升与耗散功率脉冲幅值之比。对功率晶体管通常以壳温作为温度参考点,其表达式为： θjC = ΔTj / PH = ( Tj - TC) / PH (1) 其中Tj为芯片结温；TC为壳温； PH 为施加的脉冲功率。瞬态热阻测量归结为对脉冲功耗PH、壳温TC及结温Tj的测量。显然，双极晶体管的结温Tj无法进行直接测量。为此，电学法利用发射结的正向压降VBE 与结温Tj 在相当宽的范围内(0～200 ℃)呈线性关系，通过对VBE 的测量间接地测量结温Tj。关系式为: ΔVBE (Tj) = M×ΔTj =VBE (Ta)-VBE(Tj) (2) 式中 M 为温敏系数，是与温度T 基本无关的负常数；VBE ( Ta )，VBE (Tj) 分别为加脉冲功率前、后的温敏参数值。由(1) 和(2) 式得到瞬态热阻与温敏参数ΔVBE关系表达式: θjC =ΔVBE (Tj)/PH (3) 公式(3) 为电学法测量瞬态热阻的基本原理：在一定条件下，器件从结到外壳的热阻θjC 和ΔVBE 成正比关系。图1 所示为单脉冲测量双极晶体管瞬态热阻时序。图中tH 为加热功率持续时间； tms 为温敏参数的测试时间；td 为加热脉冲切断后测量VBE ( Tj )的延迟时间。

图1 单脉冲测量瞬态热阻时序 二、晶体管热阻的测试电路原理 根据瞬态热阻测试原理，图2所示为国标和军标中关于分立器件热阻的测试电路原理图。每次测试的大致情况是：(1) 首先，开关S1和S2置于2，用于加热前被测器件DUT温敏参数（源漏SD之间）的电压VSD测量; (2) 然后，开关S1和S2置于1，对被测器件施加功率（功率设置为VDS×ID）；(3)最后，断开功率（开关S1 和S2断开1置于2）后，在很短的延迟后，快速对温敏参数VSD进行测量。

导热系数和热阻的实际应用

导热系数和热阻的实际应用 夏俊峰 2015.08.05 第3版 前言 本文第1版最早于2007年7月发布在中国光学光电子行业论坛上，之后在2009年8月修改为第2版。本次做了全面的修改，增加了模拟计算的内容，以说明如何来正确认识热阻概念。并通过简单介绍模拟软件中有关接触热阻的设置问题，让读者更好地认识导热系数和热阻的实际应用。需要说明的是，本文是讨论仅在热传导方面，所有概念的定义也是针对热传导而言的。并且本文主要是针对LED 应用方面来谈的。 第一章 有关理论知识介绍 要讲导热系数和热阻的问题，首先要搞清楚这两个概念的定义。而要明确定义，必须要先介绍导热的基本理论。 在传热学中，关于热传导的基本理论就是傅里叶定律。对于一维热传导，傅里叶定律表述为：单位时间内通过厚度为L 的热量Q 与厚度两边的温度变化率ΔT 及平板面积A 成正比，即: L ΔT λA t Q -= ——（1） 式中：λ是材料的导热系数。负号表示热量自温度高向温度低方向传递。 对于上述导热定律，读者必须清楚，公式（1）仅是针对一维、热流密度均匀、测温的平面上温度均匀相等的情况。也就是说，引起ΔT 的因素是通过面积A 的热量Q。如果热源有部分热量没有经过面积A，则不能计算在内。 单位时间内传导的热量，就是热功率，用P 表示，单位是：瓦（W）。 由公式（1）可以得知： 导热系数λ是指在稳定传热条件下，单位时间内通过物体单位距离、单位截面积的平行面、产生1度温差的热量。其单位为：瓦/（米·度）。 导热系数和温度有关。具体相关参数要查阅相关物料手册。 对公式（1）做个变换，可以得到： A L T - P λ?= ——（2） 令： A λL R =θ ——（3） 公式（2）就可以简化为： θ R T P ?= ——（4）

常见材料导热系数大全

常见材料导热系数大全（汇总版） 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保 温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等 填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d,

热阻湿阻测试仪

热阻湿阻测试仪 热阻测试： 1. 准备规格300x300mm的样品并按标准ISO 11092 或相关的标准进行预处理。 2. 若样品厚度超过5mm,请详细参考标准ISO 11092 的边缘热量散失修正章节。 3. 按压测试平台的调节按钮（上或下调节按钮），调节测试单元的上平面与出风口下端平齐。 4. 调节风速传感器的位置保证置于测试单元正上方15mm。 5. 打开测试腔下门并且打开测试单元的排水阀，确保测试单元内及液位传感器容器内的水已排干。 6、关闭排水阀及测试腔下门。 7、开启电脑，双击界面上的M259B图标启动程序 8. 当程序运行后，电脑会自动寻找并连接到M259B设备。当连接完成时图标“COM”将会变成绿色。 9. 点击“Test”按钮进入测试界面，选择“Thermal Test(Rct)”。使用者可以键入公司名称，操作者和样品编号等相关信息。Delta Hc 和Rct0为默认值（0.00）12. 假若空板的热阻值已得出，键入此 值到Rct0 项。测试结果Rct 将会自 动减去Rct0 值。 13. ISO 标准并没有特别地指出读取数据的时间；记录前需求读取到过稳定状态的 时间。建议设置测试时间为15 分钟，软件会自动计算15 分钟内为了保证测试单元的设计温度所需能量平均值。 14. 测空板的热阻值（Rct0）时，保证测试单元没有被覆盖，然后击“Next Step”开始测试。 15. 软件会自动设定测试腔的参数并且运行，等待设备所有参数稳定并到达设定点。整个过程大约需时40~90 分钟。 16. 系统条件显示窗显示出设备的实际值

17. 数据及测试结果每15 分钟获取一次。基于设置的参数和Rct 值，无论是否在 可接受的公差范围内软件都自动判断并显示出绿色或红色，绿色表示在公差范围内而红色则表示超差。 18. 空板测试时（Rct0）,等待各项参数都达到设定值的公差范围内（各项数据都是 绿色的）后，Rct0 值将由后续的三个连续显示的相似的测试结果的平均值计算出来。 19. 样品必须按标准要求放置于测试单元上，为了使样品达到稳定，样品须在设备 内放置约15~30 分钟。 20. 将样品平铺在测试单元上，去除任何样品的皱摺和起泡并且用不透水胶带或胶 布沿周将样品固定。 21. 假若样品厚度大于3mm，测试单元平台须调节到样品的外表面与测试腔出风口 下端面平。 22. 当得到三个连续显示的各参数都在设定值公差范围内的测试结果时可以认 定 测试已经完成。最后的结果可以由三个值的平均值得出。 23. 测试新样品时移去已测试完的样品并且等待15 分钟让设备稳定。 24. 使用者可以通过加亮结果栏然后点击“Delete Date”按钮删除测试结果。 25. 使用者可以在测试期间的任何时侯存贮测试数据(当前读取)到EXCEL。点击“Save result to Excel”钮，然后选择文件夹及文件名，选择“All Data” 将导出 当前所有的测试数据到Excel,选择“Right Data”将只导出可接受的测试数据（绿色数据）。 26. 使用者可以在Excel 中编辑任何数据，空板测试值可以输入在指定的方框内，所有的测试结果Rct 将会自动减去Rct0 值。 27. 退出M259B 测试程序前，请确保所有已运行的数据都已保存，否则测试数据将会丢失。 由于热阻湿阻测试两套测试环境设置不同，我们推荐当我们从热阻变为湿阻或

热阻与热阻抗Word版

热传导的基础理论 傅立叶方程 对界面材料的热传导，一般按一维来处理，其热传导过程可用傅立叶方程描述： Q＝KA△T/d ┄┄┄┄┄┄┄ (1) 式中：K：导热系数，W/m.k A：接触面积，m2 Q：趁热量，W △T：热量流入面与流出面之间的温差，℃d：壁面的厚度，m 导热系数 导热系数是描述材料导热能力的一个物理量，为单一材料的固有特性，与材料的大小、形状无关。而对于采用玻璃丝网或聚合物膜加固的界面材料，由于其导热系数取决于不同材料层的相对厚度及导热的方向性能，所以用相对导热系数来表征材料的导热性能更合适。 热阻 热阻表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力，表示为： Rθ＝d/K (2) 对于单一材料，材料的热阻与材料的厚度成正比；对于非单一材料，总的趋势是材料的热阻随材料的厚度增加而增大，但不是纯粹的线形关系。 热阻抗 对于界面材料，用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适，热阻抗定义为其热阻和与接触表面间的接触热阻之和，表示如下： Zθ＝d/(K.A)+Ri (3) 表面平直度、表面粗糙度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响，而这些因素又与实际应用条件有关，所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配条件，其影响因素有：接触面积A：接触面积增加，装配热阻即减小。 材料厚度d：绝缘厚度增加，材料的装配热阻增大。 装配压力(Pressure)：在理想条件下，装配压力增加，热阻减小，但压 力增加到一定值后，热阻减小的幅度很小，该点的压力则为材料的最佳 压力值。另外，装配热阻的大小还跟测试方法有关。 界面材料的测试方法 热阻抗的测试方法 ASTM D5470规定的测试方法 遵照美国ASTM D5470－93标准其测试原理图如右图所示： 测试头为圆柱体：截面积1in2 表面粗糙度：小于1μm 材料为：铝6160 T6 加热块及平衡加热器材料为：铜 压力：500PSI±1psi 平衡判定：10分钟内温度变化：小于1℃ ASTM D5470 测试方法示意图 计算方法为： 热量(Heat)： Q cal1,2= Kcal1,2 A cs m1,2(W) 平均热量(Average Heat): Q avg=( Q cal1+ Q cal2)(W)

各种材料的导热系数

220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆 最高额定温度 电缆导体长期允许最高工作温度为90℃，短时过负载最高工作温度为130℃，短路时（短路时间为5S）最高工作温度为250℃。 电缆使用特性： （1）电缆导体长期允许温度为90℃。 （2）短路时（最长持续时间不超过5秒），导体最高温度不超过250℃，电缆线路中间有接头时，锡焊接头不超过120℃，压接接头不超过150℃，电焊或气焊接头不超过250℃。 （3）电缆敷设时，在保证足够机械拉力的情况下不受落差限制，但不允许敷设于铁质管道中，也不允许沿电缆周围形成环状的铁质金具固定电缆。 （4）电缆敷设时，其温度应不低于零度，当电缆温度低于零度时应采用适当的方法将电缆加热至零度有以上。 高密度聚乙烯HD 980 密度0.50导热系数 热传导和热导率物体内部分子和原子微观运动所引起的热量传递过程称为热传导，又称导热。在单位时间内从tω1的高温壁面传递到tω2的低温壁面的热流量φ（W）的大小，和壁的面积F（m2）与两壁温差（tω1-tω2）（℃）成正比，与壁的厚度δ（m）成反比。此外，还与壁的材料性质等因素有关。因此由上面的比例关系， 导热量 = f(两壁温差) / 壁的厚度 * 导热系数 聚乙烯(PE)的导热系数 0.4 W / K-Meter PVC 0.231 ABS 0.245 PP 0.138 Cu 365

SUS 16 Steel 86 水的导热系数0.54 空气的导热系数 0.024 pvc的导热系数 0.14W/MK 殷钢 11 拌石水泥 1.5 海砂 20 0.03 对某一特定物质而言，只考虑热传递时，热量与温度之间存在一个线性关系，即 变化的内能（亦即传递的热量）=该物质的比热容*质量*该物质变化的温度 导热系数 指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,℃），在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度（W/m?K，此处为K可用℃代替）。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在0.05瓦/米?度以下的材料称为高效保温材料。 材料的厚度加大则材料的导热系数如何变化？

ANALYSIS TECH 半导体微电子热阻导热系数测试仪

Analysis tech Phase 11 半导体热阻分析仪 一、Analysis Tech Phase11 Phase10概述 ANALYSISTECH半导体热分析仪Semiconductor Thermal Analyzer热阻测试仪中国MICOFORCE米力光CO供应,由美国Analysis Tech Inc公司的PHASE10 PHASE11 热阻测试仪电子封装器件，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。他的创始人是John W.Sofia，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. 发表了很多关于焊点可靠性,热阻分析和热导率论文. Analysis Tech Inc.在美国有独的实验室提供技术支 持.。 热阻分析仪Phase 11主要用于二极管、三极管、线性调压器、可控硅、LED、MOSFET、MESFET、IGBT、IC等分立功率器件的热阻测试和分析。 二、Analysis Tech Phase 11 Phase10工作原理及测试过程 Phase 11采用油浴法测定热敏参数校正曲线。在通以感应电流结还没有明显产生热量时，如果给定足够的时间，结温和壳温将达到热平衡，壳温非常接近结温。将热电偶直接连接到器件表面采集数据时，油浴将充分保证器件的温度稳定并且使热电偶采集的温度等于感应结温。 在这个环节中，感应电流大小的选择是很重要的。感应电流过大，会导致结温明显变化；感应电流过小，会导致正向压降值测量误差较大。Phase 11 感应电流的可选范围是0.1mA~50mA，完全符合JEDEC标准。 在加热器件的过程中，Phase 11 采用了脉冲加热方式，如下图所示：

热阻的实际应用

图1

公式（2）则是根据材料特征来计算热阻。利用公式（2），可以不用做实际的测量实验，利用各材料的导热系数和各组成材料的几何形状，就可以计算出热阻。这对做模拟计算是非常好的理论依据。同时，公式（2）更容易让人理解热阻产生的本质。 三、导热系数与热阻的应用问题 采用热阻的概念，只能是两个系统保持不变的情况下来分析、比较系统的热状态。两个系统若有改变，比较的结果可能完全相反。 比如，两种不带铝基板的1W白光LED，见图2和图3，它们的结构尺寸见图4和图5，根据铜底座尺寸，按照公式（2）计算，图3产品的中心轴向热阻应是图2产品的1.54倍。可在实际使用中，图3的芯片温度要低。怎么会这样？因为，它的底板下部的面积大，便于热流横向扩展。上面的计算没有考虑热流横向扩展！它们实际应用时，还必须要加散热器，见图5。通常散热器是铝合金材料，导热系数远小于纯铜材料。图2的LED接触面小，热量在往散热器上传导时，横向的热阻就大了；而图3的产品由于铜底座面积大，热量便于横向散开传导到散热器上，使得热流密度减小，将热量更有效地传导到散热器的外部翅片上。所以，虽然图3的结构纵向路径长了，但由于有了好的横向路径，其实热阻反倒小了。 再比如，两个材料、工艺相同制成的散热器，A表面积比B表面积大一倍，似乎A的热阻比B小，A要好。可是，给B配上风扇，B的热阻就会小于A。事实上是B和风扇形成了系统，是这个系统比A好。并不是A比B的热阻小而最终在使用上A比B系统好。A和B的比较就没有意义，因为B不是单独使用。 这个例子是有实际应用意义的。在设计产品的散热器结构时，我们可能采用两种方案：只用散热器自然散热和散热器加风扇散热。在采用风扇散热时，可以选取一个较小的散热器，其与风扇组合的散热效果可能远优于只采用一个较大的散热器的效果。虽然小散热器的热阻大于大散热器的热阻，但在两个系统中，我们也不能单以两个散热器的热阻大小来说好坏。 在系统构成后，不用热阻的概念，通过温度值就可以知道导热效果的差异。这里“系统的构成后”是指相比较的系统的结构确定，热源确定。可以测试相关点的温度就知道结果。没有必要已经知道了相关点的温度后再去算出个热阻来。通过相关点的温度值已经很明确了哪个好，哪个不好。如果说不是测试，而是要通过模拟计算得到结果的话，在模拟计算中，也是通过导热系数和结构参数，先算出相关点的温度。计算得到了各点的温度，导热好坏也就明了了。也可以不需要再多算一步来算出热阻值。 对于热系统间的比较，仅仅知道各系统的热阻值，也无法比较哪个好坏。 举例说明。两个不同LED灯具，采用相同型号、规格和数量的LED，它们的芯片PN结到灯具最外端的热阻不同。可是这两个灯具设计的芯片工作电流是不同的。一个灯具的工作电流比另一个要小的多，即使这个灯具的热阻大些，它的芯片温度还是要低，它的寿命相对就要好。所以，给出热阻值而不同时了解其它相关条件，单从热阻值来比较这两个灯具，是没有意义的。而若给出灯具在正常工作条件下的温度值，则可以很好低判定它们的热状况好坏了，由此才可以推断哪个灯具的可靠性和寿命会好。

常用材料的导热系数表

常用材料的导热系数表 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

材料的导热 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q??????Q:热量，W；K:导热率，W/mk；A：接触面积；d:热量传递距离；△T：温度差；R:热阻值 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并，可以得到K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。 实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTMD5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊”是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。 而同样道理，根据热阻值以及厚度，再计算出来的导热率K值，也并不完全是真正的导热率值。 傅力叶方程式，是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是复杂的数学模型，会有很多的修正公式，来完善所有的环节可能出现的问题。 总之： a.同样的材料，导热率是一个不变的数值，热阻值是会随厚度发生变化的。 b.同样的材料，厚度越大，可简单理解为热量通过材料传递出去要走的路程越多，所耗的时间也越多，效能也越

常见材料导热系数版汇总

常见材料导热系数版汇 总 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温

接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等 填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q???????Q:热量，WK:导热率，W/mkA：接触面积 d:热量传递距离△T：温度差R:热阻值 将上面两个公式合并，可以得到K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R 值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性