TIM Tester 熱介面材料測試儀｜精準熱阻與導熱係數測試

高功率密度設備下的熱管理挑戰

隨著設備功率密度的提升，廢熱管理、電池系統安全，以及電子封裝的熱失控保護愈發重要。 這些複雜系統的熱管理並不簡單，需要深入瞭解各組件與介面材料如何協同作用以有效散熱。

TIM 測試儀（Thermal Interface Material Tester）

TIM 測試儀專為導熱介面材料的熱阻抗量測與表觀熱導率評估而設計，適用材料橫跨液態化合物、 糊狀物、導熱墊片至硬固體材料。量測方法符合 ASTM D5470 標準，適用於複雜系統熱管理最佳化。

儀器特色

• 電動執行器提供自動加壓（最高 10 MPa）。
• 高解析度 LVDT 自動測量樣品厚度。
• 完整符合 ASTM D5470 測試方法。
• 全自動軟體控制，量測參數即時記錄。
• 熱側最高可達 300°C，支援高壓與廣溫域測試。
• 樣品架具高彈性，可容納不同尺寸與形狀的樣品。
• 典型測試材料包含固體、軟質墊片、膏狀物與液體。
• 多種類型導熱棒可依熱阻與溫度範圍選擇。

量測原理

樣品固定於冷、熱兩根計量棒之間。熱端連接可控加熱台，冷端接恆溫液冷散熱器。 接觸壓力由電動執行器自動調節，並可隨溫度變化維持穩定。樣品厚度可手動輸入或使用 LVDT 自動量測。

多組溫度感測器配置於計量棒內部，以已知距離監測熱通量。 透過樣品兩端的溫度下降可計算其熱阻抗；結合樣品厚度，可得出表觀熱導率。 對於多層結構，可量測不同厚度並建立線性回歸模型。

技術參數

• 樣品尺寸：圓形 ø 20–40 mm；方形 20×20 至 40×40 mm（可客製）
• 厚度範圍：0.01–15 mm（可擴展至 50 mm）
• 樣品類型：固體、粉末、糊狀物、箔材、液體、黏著劑
• 厚度量測：整合式 LVDT
• 樣品熱阻範圍：0.01–8 K/W
• 溫度範圍：RT~150°C；低溫 -30°C~150°C；高溫可達 300°C（選配）
• 測溫精度：0.1°C
• 導熱係數範圍：0.1–50 W/m·K（可擴展）
• 接觸壓力：最高 10 MPa（依樣品尺寸）
• 儀器尺寸：675H × 550W × 680D mm
• 冷卻系統：外接冷卻器（可搭配加熱器）
• 加熱系統：電阻加熱

＊實際規格依配置不同而異

應用案例：Vespel™ 測試

在 50°C（TH = 70°C，TC = 30°C）與 1 MPa 下，針對 25×25 mm Vespel™ 樣品進行熱阻抗與表觀熱導率測試。 以三種不同厚度（1.1–3.08 mm）樣品進行線性回歸，可求得接觸熱阻與導熱係數。

另一組測試展示 Vespel™ 在 40–150°C 範圍內、1 MPa 壓力下，其表觀導熱係數隨溫度變化的行為。

導熱墊片（Type II）測試

在 50°C 下對 25×25 mm 導熱墊片（Type II）進行熱阻測試，並以不同厚度（2.01–3.02 mm）樣品進行線性回歸分析以求得接觸熱阻。

可測樣品類型

I 型（黏性液體）

具無限變形特性，如油脂、糊狀物、相變材料。無恢復原形趨勢。

II 型（黏彈性固體）

如凝膠、軟橡膠、硬橡膠，具線性彈性特徵，偏轉量相對較大。

III 型（彈性固體）

偏轉可忽略，如陶瓷、金屬與部分塑膠。

技術影片

YouTube 影片連結