封装材料热导率测试仪制造技术

本发明专利技术涉及一种封装材料热导率测试仪。它包括：加载机构、加热机构、冷却机构和实时测量机构等四部分。加热量块和冷却量块均用绝热材料包住，加热方式采用柔性加热片，冷却方式采用冷水循环机构。加载机构采用滚珠丝杆连接，将手轮的螺旋传动转化为加热机构的直线运动。实时测量机构通过夹具与加热机构连接。热导率测试装置一端的加热机构通过夹具与机座上的直线轴承连接；另一端冷却机构固定在力学传感器上，力学传感器与机座底固定连接，并通过支撑杆将上下两个加热机构与冷却机构支撑起来。本发明专利技术结构设计模块化，操作方便、实用、成本低，可用于电子封装材料、科研教学等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利在物理测量
中设计了一种封装材料热导率测试的仪器装置， 为LED的基板材料、硅胶等芯片粘结材料的选用提供了一个可选依据。同时，本专利技术还可以 用于建筑材料、教学等领域的测量。
技术介绍
随着LED器件朝着大功率、高亮度、高集成等性能发展，这会引起芯片内部热量聚 集，导致发光波长漂移、出光效率下降、使用寿命缩短等一系列问题。热导率，作为材料热传 导能力的重要参照指标，在LED封装材料选用中也是一项极为重要的测试指标，换而言之， 材料热导率的高低直接关系到器件性能的优劣。特别是针对大功率、多芯片组的封装，材料 的热导率显得尤为重要。LED封装材料主要包括基板材料、硅胶、芯片粘结材料等，而LED封 装用材料的热导率直接关系到LED器件封装可靠性和散热效果。热导率测试仪的开发能够 指导封装材料尤其是界面散热材料的研发，从而起到优化筛选的作用。此外，在进行热工计 算和热学设计时，为使计算准确可靠，必须正确地选择材料热物理指标，使其与材料实际使 用情况相符。在选择材料属性的过程中，往往涉及到热导率这个概念，为使模拟计算准确可 靠，必须确定材料的热学特性使其与材料实际使用情况相符，因此，进行热导率仪的开发具 有一定的理论意义。另一方面，目前大多数的热导率测量和热分析仪器被国外垄断，但价格 昂贵，而国产设备还不够成熟，针对性不高，因此该热导率测试仪具有一定的实际意义。
技术实现思路
本专利技术专利的目的在于针对已有技术存在的问题，提供一种封装材料热导率测试 仪，可准确测量封装材料中的弹、塑性材料的热导率。为达到上述目的，本
技术实现思路
的构思是该封装材料热导率测试仪的机械部分由 五部分组成加载机构、加热机构、冷却机构和实时测量机构，，待测样品放置于加热机构和 冷却机构之间。加热机构和冷却机构均由隔热材料包住，使测量过程尽量满足一维稳态原 理。加热机构的加热方式采用的是柔性加热片，该方法加热均勻、安装简单。冷却机构采用 低温冷水槽，冷水循环进行冷却，温度可通过设定低温恒温循环机的工作温度控制。加热机 构的隔热端与支撑杆相连，支撑杆与直线轴承及套筒相连，再通过丝杆连接手轮与加热机 构。在加热机构下端采用微调螺母，允许整个加热块有一定角度的回转，从而使接触表面贴 合完全。为了精确加载，在支撑冷却盘的地方安装力学传感器。为了准确测量样品的厚度， 考虑到弹性材料在测量过程中的厚度会发生改变，本实验机构采用百分表对其进行实时测 量，整个测试过程方便操作，机构设计合理清晰。根据上述专利技术专利构思，本专利技术专利采用下述技术方案一种封装材料热导率测试仪，包括机架、加热机构、冷却机构、加载机构、隔热装置 和实时测量机构。所述加热机构是一个加热量块，该加热量块内部插有4个所述热电偶；加热量块表面贴附柔性加热片，由导线引出接通电源；加热量块安置在所述上隔热套内，加热量块上 端有凸肩抵靠在上隔热套上端的凸缘上，通过一个隔热盖由螺钉螺母使上隔热套与一个轴 套固定连接，使加热量块固定在上隔热套内；上隔热套的下端法兰通过夹具由螺钉螺母固 定连接三个套筒，该三个套筒分别通过三个直线轴承与所述机架的三根支承杆滑配；所述 轴套与所述加载机构连接；所述加热量块的下端面旋配三个微调螺栓螺母而与上隔热套的 下端面一起构成对待测样品的上施压面。所述加载机构是在所述三根支撑杆的顶端固定连接一个机架顶盘，该机架顶盘 有中央孔通过一个轴承而垂直滑配安装一根滚珠丝杆，该滚珠丝杆的上端固定连接一个手 轮，而下端部与一个螺母施配，该螺母与所述轴套通过螺钉螺母连接。所述百分表通过夹具由螺钉螺母固定连接在所述轴套的侧壁上，使百分表的触针 向下面顶端抵触待测样品的上表面。所述冷却机构的结构是一个冷却量块下端凹槽内通过密封圈由螺钉连接一个冷 却盘，而在冷却量块下端部内形成一个冷却腔，冷却量块下部有向外凸肩与所述下隔热套 的内凸缘相抵靠，下隔热套的下端面通过螺钉连接一个支撑块的上法兰，使冷却量块置于 下隔热套内，所述冷却量块上端面与下隔热套上端面共同构成对待测样品的下施压面；在 所述支撑块的空腔中有进水管和出水管接通所述冷却腔，而进水管和出水管分别从支撑块 引出接通水源和排水池，所述支撑块固定连接机架的底座；所述冷却量块中埋置4个所述 热电偶。所述支撑块的下法兰通过螺钉螺母连接给一个转接夹头，转接夹头与所述力学传 感器连接，力学传感器固定在所述机架的底座上。所述机架式一个机架底座通过三根支撑杆与一个机架顶盘固定连接，所述机架底 座下面装有三个调节脚，而机架底座上表面装有两个水平仪。本专利技术专利与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点测量机 构构成，能有效准确测定封装材料的热导率。本专利技术专利原理清晰，结构紧凑，测量操作简 便，可广泛应用于电子工业、科研院校领域。附图说明图1本专利技术专利结构示意2本专利技术专利轴测示意图具体实施例方式下面结合附图将本专利技术进行进一步描述本专利技术专利的优选实施例结合附图详述如下实施例一参见图1和图2，本封装材料热导率测试仪包括机架、加热机构、冷却机 构、加载机构、隔热装置和实时测量机构。所述加热机构和冷却机构分别要装在机架的上中 部和下中部，加热机构的下端面与冷却机构的上端面之间构成待测样品的上下施压面；所 述加载机构安装在机架的顶部，对所述加热机构的上端面进行加载施压；所述隔热装置是 在加热装置外围套装一个上隔热套8，并在冷却机构外围套装一个下隔热套29 ；所述实时 测量装置时在所属机架的底盘20与所述冷却机构下端之间装有一个力学传感器18，在加热机构上部装有一个测位移的百分表5，并在加热机构和冷却机构中埋置热电偶。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下所述加热机构是一个 加热量块13，该加热量块13内部插有4个所述热电偶；加热量块13表面贴附柔性加热片， 由导线引出接通电源；加热量块13安置在所述上隔热套8内，加热量块13上端有凸肩抵靠 在上隔热套8上端的凸缘上，通过一个隔热盖26由螺钉螺母使上隔热套8与一个轴套7固 定连接，使加热量块13固定在上隔热套8内；上隔热套8的下端法兰通过夹具11由螺钉螺 母固定连接三个套筒10，该三个套筒10分别通过三个直线轴承9与所述机架的三根支承杆 21滑配；所述轴套7与所述加载机构连接；所述加热量块13的下端面旋配三个微调螺栓螺 母12而与上隔热套8的下端面一起构成对待测样品的上施压面。所述加载机构是在所述三根支撑杆21的顶端固定连接一个机架顶盘28，该机架 顶盘28有中央孔通过一个轴承3而垂直滑配安装一根滚珠丝杆2，该滚珠丝杆2的上端固 定连接一个手轮1，而下端部与一个螺母4施配，该螺母4与所述轴套7通过螺钉螺母连接。所述百分表5通过夹具6由螺钉螺母固定连接在所述轴套7的侧壁上，使百分表 5的触针向下面顶端抵触待测样品的上表面。所述冷却机构的结构是一个冷却量块14下端凹槽内通过密封圈25由螺钉连接 一个冷却盘15，而在冷却量块14下端部内形成一个冷却腔，冷却量块14下部有向外凸肩与 所述下隔热套29的内凸缘相抵靠，下隔热套29的下端面通过螺钉连接一个支撑块16的上 法兰，使冷却量块14置于下隔热套29内，所述冷却量块14上端面与下隔热套29上端面共 同构成对待测样品的下施压面；在所述支撑块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装材料热导率测试仪，包括机架、加热机构、冷却机构、加载机构、隔热装置和实时测量机构。其特征在于：ａ．所述加热机构和冷却机构分别要装在机架的上中部和下中部，加热机构的下端面与冷却机构的上端面之间构成待测样品的上下施压面；ｂ．所述加载机构安装在机架的顶部，对所述加热机构的上端面进行加载施压；ｃ．所述隔热装置是：在加热装置外围套装一个上隔热套（８），并在冷却机构外围套装一个下隔热套（２９）；ｄ．所述实时测量装置时：在所属机架的底盘（２０）与所述冷却机构下端之间装有一个力学传感器（１８），在加热机构上部装有一个测位移的百分表（５），并在加热机构和冷却机构中埋置热电偶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖芃，张建华，华子恺，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]