接觸熱阻是什么？接觸熱阻測(cè)試是如何進(jìn)行的？
點(diǎn)擊次數(shù)：5283次 更新時(shí)間：2021-11-15
接觸熱阻測(cè)試，接觸熱阻是什么？對(duì)于兩個(gè)接觸的固體界面，由于表面凹凸不平，實(shí)際接觸面積遠(yuǎn)小于名義接觸面積，當(dāng)熱流經(jīng)過界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生接觸熱阻(ThermalContactResistance)。接觸熱阻是電子器件設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，如微電子封裝中納米結(jié)構(gòu)的IC設(shè)計(jì)、表面鍍膜材料、熱電器件、超導(dǎo)薄膜、半導(dǎo)體薄膜，LED封裝設(shè)計(jì)、光學(xué)數(shù)據(jù)存取器、超短脈沖激光器、低溫超導(dǎo)絕緣、高功率芯片設(shè)計(jì)等。
對(duì)接觸熱阻的研究始于對(duì)材料界面接觸熱阻的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，實(shí)驗(yàn)測(cè)量為各種理論模型和經(jīng)驗(yàn)公式提供依據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)熱流是否穩(wěn)定，接觸熱阻測(cè)試方法分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法。常用接觸熱阻的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法是穩(wěn)態(tài)法，這種方法主要問題是：對(duì)于小到毫米厚度的試件布置多個(gè)熱電偶較為困難，熱電偶的嵌入對(duì)試件本身溫度場(chǎng)造成影響，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，測(cè)量精度偏低。
瞬態(tài)法接觸熱阻測(cè)試的方法主要包括激光光熱測(cè)量法、“flsh”閃光法等。激光光熱測(cè)量法利用材料的光學(xué)反射率隨溫度變化來獲取材料的熱物性，通過獲取光熱產(chǎn)生的熱波相位信號(hào)，可以獲得接觸熱阻。激光光熱測(cè)量法在材料的熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量、低溫界面熱阻的測(cè)量和電子器件薄片材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，具有非接觸、響應(yīng)快、分辨率高、測(cè)量周期短等優(yōu)點(diǎn)，但其測(cè)量精度有待提高。“flsh”閃光法通過對(duì)接觸薄壁件一側(cè)施加激光脈沖熱波，在另一側(cè)記錄溫度響應(yīng)，由溫度響應(yīng)曲線和材料的熱物理特性列出簡(jiǎn)化的偏微分方程，進(jìn)而求解接觸熱阻。該方法求解過程相當(dāng)復(fù)雜且應(yīng)用范圍有限。