树脂的热阻抗测定方法及使用该方法的测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题是在装载于制品的条件下测定树脂的热阻抗。测定包含界面的热阻抗，将界面热阻抗和根据热传导的热阻抗的合计作为树脂的热阻抗进行整理。夹着树脂的部件的热阻抗，通过使用同样的装置另外进行测定，能够将热阻抗要素分离。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测定树脂材料的热阻抗的方法。
技术介绍
在部件界面上使用润滑脂或树脂的工业制品，例如，将半导体装置和放热板通过热传导性的润滑脂接合的情况、或将树脂在部件之间铸膜或涂敷之后烘焙的情况、在部件之间夹着凝胶状的树脂使用的情况、或者将半导体元件和放热板用具有导电性的粘结剂接合的情况等在广泛范围的产业领域内被使用。在热通过这样的树脂的情况下的某产品领域中，当热通过树脂时产生的温度差用通过的热量相除、即热阻抗在设计产品方面是非常重要的。这种树脂的热阻抗作为要素包含通过树脂本身的热传导而起因的热阻抗、和从两侧夹着树脂的部件与上述树脂之间的界面中的界面热阻抗。在这种树脂中的热阻抗的要素中，通过树脂本身的热传导而起因的热阻抗如果热流是一维的，可以通过下列算式求得。但是，将由热传导起因得热阻抗设为Rcond，热通过的长度为L，热通过的截面积为A，树脂的热传导率为λ。Rcond＝L/(λ×A)(1)即，树脂的由于热传导起因的热阻抗Rcond在热为一维地流动的情况下，与树脂的热传导率λ的倒数成比例。作为个别地求出树脂的热传导率λ的技术，例如，最简单的方法，如图2所示，制作成截面积A一定的长度L足够长的试验片，流过一定的热量Q，在一定的间隔来测定沿试验片的热流动的方向的温度分布的方法，这是一般被称作定常法的方法。这种方法本身是非常基础的热的问题，为一种公知的方法。热传导率λ、截面积A分别是一定的物质，将此设定为一定的热量Q一维地通过，将测定温度位置的间隔设定为ΔL、被测定的温度的差设为ΔT。则下述算式成立。Q＝λ×A×ΔT/ΔL (2)通过算式(2)，能够用下述算式算出热传导率λ。λ＝Q×ΔL/(A×ΔT)(3)即，若知道通过的热量Q、热通过的截面积A、测定温度的位置的间隔ΔL，通过测定温度差ΔT就能够在实验上求出热传导率λ。界面中的热阻抗Rint也可以使用上述定常法测定。如图3所示，准备已知热传导率的2种的部件，施加一定的载荷而流过热。从当时的各部件内的温度的变化，求得在界面附近的温度差ΔT，将此用通过的热量Q相除所得的值是界面的热阻抗Rint。另外，关于图2、图3将测定温度的位置每一个部件设定2个部位，但为了使测定的准确度提高，还有或将测定点之间的距离ΔL加大、或增加温度测定点的数量等的方法。作为热通过的距离L小、薄形材料中的热通过的方向、即厚度方向的测定热传导率的方法，例如有交流加热法或使用激光的方法。这都是测定薄形材料的热扩散率、使用通过另外的方法测定的热容量和密度求得热传导率的方法。作为使用交流加热法的热扩散率的测定方法，例如在日本特开平10-221279号公报中所举出的方法。另外，作为使用激光的方法，在日本特开2001-83113号公报中所列举的方法。另一方面，作为在施加载荷的状态下测定树脂的热传导率的方法，例如在日本特开平8-136483号公报、或特开2001-21512号公报等被列举。上述定常法，具有若越加大ΔL测定的准确度越上升的特征。因此，例如，在测定将接合发热部件和热扩散部件时使用的润滑脂、或在半导体内部使用的铸膜树脂等那样的、相对于热通过的截面积A热通过的距离L非常的小，即薄形材料的热传导率的情况下，由于充分地确保ΔL是不可能的，对于使试验材料的厚度变化，即使将测定温度的位置的间隔ΔL充分地加大对热传导率也没有变化的情况，即，除了对于热传导率没有厚度的依存性的情况之外，存在难于适用的问题。树脂的热传导率依存于固化的工序或厚度的情况很多，在实质上，需要以厚度不变的状态进行测定。上述特开平10-221279号公报和特开2001-83113号公报等中所公开的热扩散率的测定方法，虽然在能够测定非常薄的材料的热扩散率的这一点上具有特点，是给予非定常的热信号时的测定温度应答的方法，但需要另外测定比热和密度。在上述特开平8-136483号公报中所公开的树脂的热传导率测定装置中，存在试验片的树脂的形状局限于装置的问题。即。由于在树脂内部插入作为热源的探针的关系，将测定包含了探针与树脂的界面的热阻抗的信息，在此方法中，使用从树脂的厚度方向的两侧用另外的部件夹着树脂那样的构造的情况下，除了部件与树脂的界面的热阻抗通常是与探针和树脂的界面的热阻抗相等的情况之外，不能测定包含界面的热阻抗的树脂的热阻抗。在上述特开2001-21512号公报中所公开的方法中，也是难于测定包含夹着这种树脂的部件之间的、和界面的热阻抗。一方面，在使用树脂的产品中，存在着制造工序、夹着树脂的部件的材质或面的信息、实际中使用树脂的环境等对树脂的热阻抗影响强烈的问题。例如，如果考虑以树脂被2张的部件夹着的状态烘焙凝固的情况，一般在烘焙工序从树脂的基材产生各种气体而凝固，产生怎样的气体依存于树脂的基材材质和烘焙工序。在此，为了测定热传导率，在周围什么都没有的状态下进行树脂的基材烘焙，从其中进行切割等作成样品的情况下，如图4所示，从各方向散出气体。对此，在实际使用树脂的产品中，如图5所示，由于是以树脂的基材被另外的部件夹着的形式进行烘焙，所产生的气体的散出方向局限于没有夹着树脂的部件的方向。因此，气体的散出方向不同，烘焙后的树脂的组成或内部的构造与上述样品不同，即使正确地测定样品的热传导率，很多的情况是与实际上使用的树脂的热传导率不一致。再有，根据使用树脂的制品在使用时·非使用时的温度，存在树脂本身或以溶解的状态被使用、或溶解后在凝固、溶解和凝固反复进行的情况。象这样，由于装载在制品上以后的溶解或凝固的影响，担心树脂的热传导率或界面的热阻抗随时间变化。在上述的情况下，如果没有预先了解热阻抗随时间的变化，即使只知道没有考虑实际安装条件下切出的样品的树脂的热传导率，很多的情况也是与实际上使用的树脂的热传导率不一致，也没有反映出界面的热阻抗的信息。这样，在通过树脂散热的构造的制品的情况下，就不能正确地预测制品的温度上升，但是，以往对于该样品与实际的制品中由于制造工序树脂的热阻抗受到影响的问题、所谓需要求出包括界面的热阻抗的树脂总体的热阻抗的问题没有被重视，即使参照树脂的物性值，或者即使是对于制造、销售树脂或颁布的企业等法人或组织、或者个人，一般也都是这样的数据库没有被整理的情况。因此，在实际使用树脂的制品中，对于从多种树脂的侯选中选择最适合于该制品的树脂，在树脂的使用者一方作成制品或者接近其构造的试作品，不得不实际测定使用上述树脂的侯选的情况的制品的温度上升，存在一直到选择出树脂试作成本大或期间变长的问题。本专利技术的目的是提供可以测定与实际被组入状态最接近状态的树脂的热阻抗的、树脂的热阻抗的测定方法。
技术实现思路
上述目的通过用第一部件和第二部件夹着树脂，将上述树脂与第一部件之间的界面的热阻抗、与上述树脂与第二部件之间的界面的热阻抗、及根据上述树脂的热传导的热阻抗的合计作为上述树脂的热阻抗进行测定来达成。另外，上述目的可以通过如下达成用第一部件和第二部件夹着树脂，从由上述第一部件、树脂、第二部件构成的层状构造的外部，通过第三、第四部件向接合界面施加载荷，热量按照第三部件、第一部件、树脂、第二部件、第四部件的顺序或者第四部件、第二部件、树脂、第一部件、第三部件的顺序流动，分别在上述第三部件与第一部件之间、第一部件与树脂之间、树脂与第二部件之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂的热阻抗测定方法，其特征在于，用第一部件和第二部件夹着树脂，将上述树脂与第一部件之间的界面的热阻抗、与上述树脂与第二部件之间的界面的热阻抗、及根据上述树脂的热传导的热阻抗的合计作为上述树脂的热阻抗进行测定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大曾根靖夫，中里典生，久保贵，浅贝正树，菊地广，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]