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[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/06/201006111317_223721_1622447_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/06/201006111318_223722_1622447_3.jpg[/img]表中是光谱测试金属材料的数据,现在想知道“可靠性γ 的计算方法。
1. 前言 热界面材料作为电子行业非常重要和经常使用的材料和器件,其可靠性往往决定了整个电子系统的可靠性。因此热界面材料在研制、生产和定型过程中,必须经过可靠性试验的考核和评价。 国内外对于热界面材料可靠性试验的资料文献非常有限,而且试验过程也远未达到规范化和标准化程度。本文重点选取美国莱尔德公司的热界面材料,介绍莱尔德公司在热界面材料可靠性试验方面所进行的工作,重点展现了导热脂可靠性考试试验方法、考核装置和考核结果,以期对今后热界面材料导热性能可靠性考核方法和考核试验技术的研究提供参考和借鉴。2. 莱尔德公司导热脂类热界面材料的热性能参数 导热脂类热界面材料是目前应用最为广泛的一种热界面材料,莱尔德公司导热脂产品的相关技术资料是众多厂家中最为全面的,尽管有些资料不是非常完整,但也是所能看到的唯一一家所提供的技术报告非常详细的公司,这为我们进行统计和分析提供了便利。 从莱尔德公司的官网上可以看到有五种牌号的导热脂热界面材料,根据官网所提供的各个牌号的公开技术资料,可以得到这五种牌号导热脂的导热系数和热阻数据以及相应的测试方法,如表 2.1所示。表 2.1 莱尔德公司导热脂热界面材料导热性能参数和测试方法http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051219295916_01_3384_3.jpg3. 莱尔德Tgease 980导热脂老化考核试验 对于导热系数最高和热阻最小的Tgease 980牌号导热脂,莱尔德公司在官网上刊登了2009年10月份的可靠性测试报告,以测试和验证Tgease 980导热脂经过热冲击、高温烘烤和高湿度环境内烘烤考核试验后不会退化。具体的考核试验条件为: (1)在150℃下烘烤2000小时的试验。 (2)在125℃下烘烤2000小时的试验。 (3)在温度85℃和相对湿度85%的环境试验箱内2000小时老化试验。 (4)在-55℃至125℃之间进行2000次冷热冲击试验。 (5)在120℃至25℃之间进行4000次功率冲击试验。 在每次老化试验过程中,每250小时取出导热脂试样进行热阻测试。3.1. 考核试验1:125℃和150℃热烘烤2000小时老化考核试验 应用ASTM D5470热阻测定仪做热阻测试设备,并将被考核试样放置在两块测块之间。具体考核试验说明如下: (1)为了便于测试烘烤过程中的导热脂试样,在烘烤和热阻测试期间,被考核试样夹持在两个圆形铝块之间,试样面积约为1平方英尺,如图 3.1所示。 (2)在热烘烤条件下(125℃和150℃)过程中,采用一个夹子给被夹持试样提供一个固定的压强,如图 3.2所示,而在测试热阻时则要取下夹子。在两个铝块靠近导热脂层的边缘处有两个深孔,以便在热阻测试过程中安装温度传感器。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051219352213_01_0_3.jpg图 3.1 可靠性试验中的铝块 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051219361291_01_3384_3.jpg图 3.2 夹子夹持后的铝块和导热脂 (3)在导热脂加热烘烤前,先采用热阻仪测试被考核导热脂试样的热阻,然后加热烘烤,期间每隔250小时进行一次热阻测量,直到2000小时烘烤试验结束。 (4)考试测试中所用的热阻测定仪如图 3.3所示。在对老化过程中的导热脂热阻进行测量时,要先取出夹持有导热脂的铝块,取下夹子,然后将铝块和导热脂放入热阻测定仪中,并在两个铝块上插入温度传感器,然后再进行热阻测量,如图 3.4所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051220235739_01_0_3.jpg图 3.3 采用改进后ASMT D5470方法的热阻测定仪http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051220410805_01_3384_3.jpg图 3.4 两铝块和导热脂放置在热阻测定仪中进行热阻测量时的状态 (5)分别对导热脂进行125℃和150℃两种温度下分别烘烤2000小时,整个2000小时内导热脂的热阻测量结果如图 3.5所示,图 3.5中所表达的是与加热烘烤前导热脂热阻测量值相比较后的热阻变化百分比。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051221375939_01_3384_3.jpg图 3 5 导热脂在125℃和150℃烘烤2000小时老化考核试验过程中的热阻测量结果 从图 3.5 示的测试结果可以看出,在125℃烘烤老化过程中,TgeaseTM 980导热脂的热阻值始终小于老化前热阻值,在老化375小时左右时,Tgease 980导热脂的热阻降低了30%。而在150℃烘烤老化过程中,Tgease 980导热脂的热阻值也是始终小于老化前热阻值,在老化750小时左右时,Tgease 980导热脂的热阻降低了45%。这都说明加热烘烤老化反而有利于导热脂的热阻降低,导热脂更具有良好的传热性能。3.2. 考核试验2:在HAST老化试验箱内2000小时加速老化考核试验 应用ASTM D5470热阻测定仪做热阻测试设备,并将被考核试样放置在两块测块之间。具体考核试验说明如下: (1)为了便于测试HAST加速老化过程中的导热脂试样,在HAST和热阻测试期间,被考核导热脂试样夹持在两个圆形铝块之间,试样面积约为1平方英尺,如图 3 1所示。 (2)在HAST条件下(HAST老化试验箱内温度为85℃、相对湿度为85%),采用一个夹子给被夹持试样提供一个固定的压强,如图 3 2所示,而在测试热阻时则要取下夹子。 (3)在导热脂进行HAST加速老化前,先采用热阻仪测试导热脂热阻,然后再进行加速老化,期间每隔250小时进行一次热阻测量,直到2000小时加速老化结束。 (4)考试测试中所用的热阻测定仪如图 3 3所示。在对HAST过程中的导热脂热阻进行测量时,要先从试验箱中取出夹持有导热脂的铝块,取下夹子,然后将铝块和导热脂放入热阻测定仪中,并在两个铝块上插入温度传感器,然后再进行热阻测量,如图 3.4所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015051221364337_01_3384_3.jpg图 3.6 导热脂在HAST试验箱内2000小时加速老化考核试验过程中的热阻测量结果 在HAST老化试验箱内2000小时加速老化试验过程中导热脂的热阻测量结果如图 3.6所示,图 3.6中所表达的是与加速老化前导热脂热阻测量值相比较后的热阻变化百分比。 从图 3.6所示的测试结果可以看出,在HAST加速老化过程中,Tgease 980导热脂的热阻值始终
http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em0816.gif 环境可靠实验点激此处链接环境可靠性试验 工业冷热冲击、工业烤箱、恒温恒湿实验箱、温湿度循环实验箱、工业压力锅蒸煮实验箱 冷热冲击 温度冲击试验 高低温冲击试验 环境可靠性实验 环境实验●高温测试(高温运行、高温贮存)●低温测试(低温运行、低温贮存)●高低温交变测试(温度循环测试、热冲击测试)●高温高湿测试(湿热贮存、湿热循环)●机械振动测试(随机振动测试、扫频振动测试)●汽车运输测试(模拟运输测试、碰撞测试)●跌落测试●机械冲击测试●冷启动测试●寿命测试(加速寿命试验)●盐雾腐蚀试验●气体腐蚀试验●UV老化测试●人工大气日光老化测试●淋雨测试●尘砂测试环境试验方法 "环境试验"是将产品或材料暴露到自然或人工环境中按规定条件进行试验,从而对它们在实际上可能遇到的贮存、运输和使用条件下的性能做出评价。 环境试验有自然暴露实验、现场试验和人工模拟试验三类。前二类试验所需费用高,耗时也较长,试验的重复性和规律性也较差,但是试验中所发现的问题能比较真实地反映实际使用状态,因此这两种试验是人工模拟试验的基础。在质量检验中广泛应用人工模拟环境试验。为使试验结果具有可比性和再现性,现在产品的基本环境试验方法已经标准化。环境试验的常用方法如下: (1)高低温试验:用来考核或确定产品在高、低温环境条件下贮存和(或)使用的适应性。 (2)温度冲击试验:确定产品在一次或连续多次温度变化条件下的适应性及结构的承受能力。 (3)湿热试验:主要用于确定产品对湿热的适应性(不论是否出现凝露),特别是产品的电气性能和机械性能的变化情况;也可用于检查试验样品耐受某些腐蚀的能力。 ①恒定湿热试验:一般用于受潮机理以吸附或吸收作用为主、只有渗透(或扩散)而无呼吸作用的产品,目的是评价这些产品在高温高湿条件下能否保持其所要求的电性能和机械性能,或密封绝缘材料等能否起到足够的防护作用。 ②交变湿热试验:这是一种加速环境试验,用于确定产品在温度循环变化的湿热环境中并通常在其表面上产生凝露时的使用和贮存的适应性。它是利用产品随温度、湿度改变而产生的呼吸作用以改变产品内部的湿度,受试产品在交变湿热试验箱内依次进行升温、高温、降温、低温四个阶段试验而构成一次循环,并按技术条件规定进行若干次循环的试验。 ③常温湿热试验:产品一般在常规温度和相对湿度较高的条件下进行试验。 (4)防腐试验:检查产品对含盐水分或工业大气腐蚀的抵抗能力,广泛用于电工电子、轻工、金属材料等产品。防腐试验分为大气暴露腐蚀试验和人工加速腐蚀试验。为了缩短试验周期,多采用人工加速腐蚀试验,其中应用较多的有中性盐雾等试验。盐雾试验主要用于测定防护装饰性镀层在盐雾环境中的抗蚀性能,评价各种镀层的质量优劣。 (5)霉菌试验:产品长时间在温湿度较高的环境下贮存和使用,表面均可能有霉菌生长,其菌丝易于吸收潮湿气体,分泌有机酸性物质,使产品的绝缘性能遭到破坏,强度下降,光学玻璃的光学性能下降,加速金属零件的腐蚀,恶化产品外观,有时还伴有令人厌恶的霉味。为此,要进行产品的霉菌试验以评价长霉范围或长霉对产品的性能和使用情况的影响。 (6)密封试验:确定产品防尘、防气体、液体渗漏的密封能力。密封可理解为产品外壳的一种防护能力。国际上电工电子产品外壳防护能力有二类:第一类是防固体微粒的(如防尘);第二类是防液体、气体的。防尘试验是检查产品在风沙、灰尘环境中防尘结构的密封性能和工作可靠性。气体、液体密封试验是检查产品在严于工作条件下防止气、液渗漏的能力。 (7)振动试验:检查产品对正弦振动或随机振动的适应性以及评价其结构的完好性。试验时将产品固定在振动的试验台上,使其在三个互相垂直的轴向依次振动。 (8)老化试验:考核高分子材料制品抵抗环境条件影响的能力。根据环境条件的不同,有大气老化试验、热老化试验、臭氧老化试验等。 ①大气老化试验是将试样置于室外大气环境下暴露,一定时间内经受多种因素的综合作用后,观察试样的性能变化,评价其耐候性。试验应在露天的暴露场地内进行,该暴露场地的环境应能代表某类气候特征的最严酷条件或近似于实际应用的条件。 ②热老化试验是将试样放在热老化试验 箱内保持一定时间,取出试样在规定环境条件下放置后测定其性能,并与试验前的性能进行比较。 (9)运输包装试验:凡进入流通领域的产品大都涉及运输包装问题,尤其是各类精密机电、仪器仪表、家用电器、化工、农副产品、药品、食品等产品的运输包装更为重要。运输包装试验是评定包装件承受动压力、冲击、振动、摩擦、温度和湿度变化的能力及包装对内装物保护能力的综合试验。 http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em0816.gif 环境可靠实验点激此处链接