【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及先进封装测试，尤其是涉及基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法及系统。
技术介绍
1、在电子设备的散热管理中，热界面材料(tim)扮演着至关重要的角色，它在器件之间传递热量，从而确保设备在最佳的工作温度下运行；随着电子器件性能的日益提高和体积的不断减小，有效的热管理变得日益重要，为了满足这些需要，热界面材料(tim)的作用不可或缺；tim材料的核心性能之一就是其热导率，因为它影响着热的传输效率，为了确保tim材料的性能达到预期标准，需要对其热导率进行精确测量。
2、然而，传统的热导率测试方法通常在理想或标准化的条件下进行，通常忽略了在真实应用中可能出现的各种挑战，尤其是接触热阻的问题，不能真实地反映出在实际工作环境下tim材料的性能；接触热阻是由于不完美的界面接触和微观尺度上的不均匀性所导致的，它可以显著地影响tim材料的有效热导率，在理想测试条件下，这种效应可能被忽略，从而导致测试结果与实际应用中的性能存在差异，这导致了一种困境：虽然在理想条件下测试得出的热导率值可能很高，但在真实的应用中，这些tim材料可能无法达到预期的性能；目前，精确测试tim材料热导率所面临的主要挑战是如何模拟实际的工作环境和条件，以及如何确保测试结果的一致性和可重复性，许多现有的测试方法并没有充分考虑到材料在真实应用中可能会遭遇的热阻、热扩散和其他复杂的热动力学过程。
3、另一方面，在许多实际应用中，热界面材料(tim)的有效性并不仅仅取决于其固有的热导率，接触热阻、材料的应用厚度、以及真实工作条件下的其他因素
4、因此，针对上述问题本专利技术急需提供基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法及系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于热测试芯片的热导率测试方法及系统，通过模拟真实的电子设备工作环境以解决现有技术中存在的只能在理想或标准化的条件下进行等问题。
2、本专利技术提供了一种基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，包括如下步骤：
3、1)制备热测试芯片，热测试芯片由多个紧密排列的芯片模块组成，各所述芯片模块包括基板，基板的上表面分布有两排间隔布设的触点，各触点之间分别连接有用于测温的二极管ch、二极管aefj与用于加热的热阻bi与热阻dg；
4、2)制备散热板，将热测试芯片的上表面与tim材料贴合，将散热板放置tim材料上，烧结封装；将热测试芯片的电极引脚与热导率测试器电连接，并将热测试芯片的下表面与散热板贴合，获得待测件；
5、3)在上、下两散热板中心纵向穿装热敏电阻，使得上散热板上穿装的热敏电阻的一端与热测试芯片的表面接触，下散热板上穿装的热敏电阻的一端与tim材料的表面接触；各热敏电阻分别与热导率测试器电连接；
6、4)启动热导率测试器，对热测试芯片施加固定的电压与电流，使得热阻bi与热阻dg对热测试芯片进行加热、二极管ch与二极管aefj对热测试芯片的温度进行测定，并通过各热敏电阻获得热测试芯片与tim材料表面的温度；
7、5)待各热敏电阻、二极管ch和二极管aefj测得的温度达到稳定时，读取各热敏电阻、二极管ch和二极管aefj测得的温度值，根据热导率公式，获得tim材料的热导率；
8、其中，热导率公式为：
9、其中，v为热导率测试器对热测试芯片施加的固定的电压，i为热导率测试器对热测试芯片施加的固定的电流，λc为热测试芯片的热导率，a为tim材料的有效面积，t1为热测试芯片的温度，t0为上散热板上穿装的热敏电阻测得的温度，d0为热测试芯片的厚度，d为tim材料的厚度，t2为下散热板上穿装的热敏电阻测得的温度；λtim为tim材料的热导率。
10、优选地，热测试芯片的温度t1为在恒定的功率下，通过二极管ch内部pn结的结温导通压降的关系即k系数曲线计算出的结温。
11、优选地，散热板包括铜基板，铜基板的侧面间隔布设有多个贯穿铜基板的冷却孔，各冷却孔内分别穿装有风冷管或水冷管，风冷管或水冷管的一端还连接有冷却装置。
12、优选地，各热敏电阻的均为ntc热敏电阻。
13、优选地，热导率测试器包括：
14、芯片供电模块，用于向热测试芯片施加固定的电压与电流；
15、温度采集模块，用于采集各热敏电阻的温度数据；
16、热导率计算模块，用于根据温度数据，计算tim材料的热导率。
17、本专利技术还提供了一种基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，包括如下步骤：
18、1)制备热测试芯片，热测试芯片由多个紧密排列的芯片模块组成，各所述芯片模块包括基板，基板的上表面分布有两排间隔布设的触点，各触点之间分别连接有用于测温的二极管ch、二极管aefj与用于加热的热阻bi与热阻dg；
19、2)制备散热板，将热测试芯片的上表面与tim材料贴合，将散热板放置tim材料上，烧结封装；将热测试芯片的电极引脚与热导率测试器电连接，并在热测试芯片的下表面涂覆隔热涂层，获得待测件；
20、3)在散热板的中心纵向穿装热敏电阻，使得热敏电阻的一端与tim材料的表面接触，热敏电阻与热导率测试器电连接；
21、4)启动热导率测试器，对热测试芯片施加固定的电压与电流，使得热阻bi与热阻dg对热测试芯片进行加热、二极管ch与二极管aefj对热测试芯片的温度进行测定，并通过热敏电阻获得tim材料表面的温度；
22、5)待热敏电阻、二极管ch和二极管aefj测得的温度达到稳定时，读取热敏电阻、二极管ch和二极管aefj测得的温度值，根据热导率公式，获得tim材料的热导率；
23、其中，热导率公式为：λtim＝[(v×i)×d]/[a×(t1-t2)]；
24、其中，v为热导率测试系统对热测试芯片施加的固定的电压，i为热导率测试系统对热测试芯片施加的固定的电流，d为tim材料的厚度，a为tim材料的有效面积，t1为热测试芯片的温度，t2为热敏电阻测得的温度；λtim为tim材料的热导率。
25、优选地，热测试芯片的温度t1为在恒定的功率下，通过二极管ch内部pn结的结温导通压降的关系即k系数曲线计算出的结温。
26、优选地，散热板包括铜基板，铜基板的侧面间隔布设有多个贯穿铜基板的冷却孔，各冷却孔内分别穿装有风冷管或水冷管，风冷管或水冷管的一端还连接有冷却装置。
27、本专利技术还提供了一种基于如上所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法的热导率测试系统，包括：
28、热导率测试器，用于向热测试芯片施加固定的电压与电流、采集各热敏电阻的温度数据以及根据温度数据计算tim材料的热导率；
29、热测试芯片，用于提供热源；
30、散热板，用于对热测试芯片散热；
【技术保护点】
1.一种基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：热测试芯片(3)的温度T1为在恒定的功率下，通过二极管CH(302)内部PN结的结温导通压降的关系即K系数曲线计算出的结温。
3.根据权利要求2所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：散热板(6)包括铜基板，铜基板的侧面间隔布设有多个贯穿铜基板的冷却孔，各冷却孔内分别穿装有风冷管或水冷管，风冷管或水冷管的一端还连接有冷却装置(7)。
4.根据权利要求3所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：各热敏电阻(2)均为NTC热敏电阻。
5.根据权利要求4所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：热导率测试器(9)包括：
6.一种基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：热测试芯片(3)的温
8.根据权利要求7所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：散热板(6)包括铜基板，铜基板的侧面间隔布设有多个贯穿铜基板的冷却孔，各冷却孔内分别穿装有风冷管或水冷管，风冷管或水冷管的一端还连接有冷却装置(7)。
9.一种基于如权利要求1-4中任一所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法的热导率测试系统，其特征在于：
10.一种基于如权利要求5-8中任一所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法的热导率测试系统，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：热测试芯片(3)的温度t1为在恒定的功率下，通过二极管ch(302)内部pn结的结温导通压降的关系即k系数曲线计算出的结温。
3.根据权利要求2所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：散热板(6)包括铜基板，铜基板的侧面间隔布设有多个贯穿铜基板的冷却孔，各冷却孔内分别穿装有风冷管或水冷管，风冷管或水冷管的一端还连接有冷却装置(7)。
4.根据权利要求3所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：各热敏电阻(2)均为ntc热敏电阻。
5.根据权利要求4所述的基于热测试芯片的热界面材料的热导率测试方法，其特征在于：热导率测试器(9)包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：叶怀宇，王少刚，薛云，苏瑞盈，
申请(专利权)人：纳宇半导体材料深圳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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