熱介面材料(T.I.M.)測試平台之不準度分析

Uncertainty Analysis of the T.I.M. Measured Instrument

許毅帆(Yi-Fan Xu)

指導教授 ： 林唯耕

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2008年)

摘要

在電子構裝散熱中，將CPU的高熱順利的移走是十分重要的，因此最常使用的方法是在CPU上放置散熱模組，散熱模組是由風扇與鰭片所組成，藉由風扇的強制對流將CPU傳至鰭片的熱量帶走。但是鰭片與CPU的表面並非平坦，當鰭片置放在CPU上面時，就會形成空洞，空洞裡的空氣熱傳導能力很低，於是在CPU與鰭片間產生一熱阻即接觸熱阻。為了降低接觸熱阻，所以需要使用熱介面材料(Thermal Interface Material, T.I.M.)。本論文主要目的，在建立一套熱介面材料熱性質量測系統，以一維熱傳導理論為基礎，發展出一套製作低成本、高準確率之熱性質量測系統。
本論文實驗分為兩大部分：第一部分為移熱位置分析實驗，第二部份為移熱能力對實驗不準度分析實驗。在第一部分移熱位置分析實驗中，本論文會依照美國標準規範ASTM D5470之Cooler的配置建立一量測系統，再對數種不同熱介面材料量測，與本T.I.M.量測平台所量測的數據做比對。在第二部份移熱能力分析實驗中，本論文會探討本T.I.M.量測平台在使用不同移熱能力的Cooler時，其量測出來之熱傳導係數會有什麼差異性與趨勢，並對其分析討論，找出最佳化的配置。
由實驗結果可以發現，本T.I.M.量測平台所量測出之熱傳導係數與ASTM D5470所量測出之熱傳導係數其相對誤差在3%以下，且接觸熱阻值相對誤差也在10％左右，証明本T.I.M.量測平台與ASTM D5470所量測結果相同；由移熱能力分析實驗結果可知，應選用Cooler熱阻值在0.4℃/W以下，避免積熱現象造成的實驗誤差。

關鍵字

熱介面材料 ； 熱阻 ； 接觸熱阻 ； 熱傳導係數

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Thermal Interface Material (T.I.M.) ； Thermal Resistance ； Contact Resistance ； Thermal Conductivity

參考文獻

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