TIM L58: Dispositivo de ensayo de materiales conductores térmicos para la caracterización detallada de los TIM
El LINSEIS TIM L58 es un sistema de alta gama para la caracterización precisa de materiales conductores térmicos (TIM) en condiciones realistas de presión y temperatura de contacto. El dispositivo permite determinar con precisión la impedancia térmicala resistencia térmica y la conductividad térmica aparente de acuerdo con la norma ASTM D5470. El TIM L58 se ha desarrollado para aplicaciones en los campos de la electrónica, tecnología de baterías, refrigeración de semiconductores y la gestión térmica avanzada y apoya el análisis de la viscosidad TIM-viscosos, almohadillas, películas, polímeros y materiales de interfaz metálicos. Con un control automático de la presión de hasta 16 MPa, determinación integrada del espesor y un rango de temperatura de -30 °C a 450 °C, el sistema ofrece una flexibilidad, reproducibilidad y precisión extraordinarias según los estándares de la industria.
Características únicas
Actualización electrónica
La electrónica del TIM L58, totalmente renovada, garantiza un control inteligente de todos los procesos de medición y asegura la máxima fiabilidad del proceso. Gracias a la estrecha integración entre el hardware y el software LiEAP, se consiguen resultados de medición reproducibles con un esfuerzo mínimo por parte del usuario.
Entre las ventajas de la nueva electrónica se encuentran:
- Calibración automática
Reduce los errores de manejo y garantiza resultados de medición precisos a largo plazo. - Procesos de medición totalmente automáticos
La medición, el control y el análisis de datos se realizan mediante software. - Perfiles de medición inteligentes
Programas de temperatura, presión y ciclos que puedes definir como quieras. - Plataforma LiEAP integrada
Control unificado del hardware, el software y el análisis de datos. - Alta fiabilidad del proceso
Resultados estables y reproducibles en cada medición.
Nuevas funciones de hardware
La plataforma de medición modular del TIM L58 se ha diseñado para ofrecer la máxima flexibilidad y la mayor precisión. Los potentes actuadores, los sensores de alta resolución y los componentes de medición intercambiables permiten una adaptación óptima a los más diversos materiales de interfaz térmica.
Entre las características más destacadas del hardware se encuentran:
- NOVEDAD: Bloques de medición intercambiables
. Bloques de medición que puedes cambiar tú mismo, fabricados en distintos materiales y con diferentes geometrías, para mediciones específicas según cada aplicación. - Tecnología «plug-and-play»
Detección automática de todos los datos de calibración y configuración. - Regulación automática de la presión
Fuerzas de contacto reproducibles de hasta 16 MPa. - Medición LVDT de alta resolución
Determinación precisa del grosor de la muestra con una precisión de ±5 µm. - Diseño modular del sistema
Opcionalmente con cámara de vacío, carcasa de seguridad o ampliaciones a medida.
Mejoras del software
La plataforma de software TIM-L58 combina automatización inteligente, control fiable de procesos y herramientas de análisis avanzadas para una caracterización TIM eficiente y reproducible.
Entre las ventajas de la arquitectura de software optimizada se encuentran:
- Plataforma LiEAP integrada
: control, análisis y comunicación entre dispositivos de forma unificada en un único entorno de software. - Procedimientos de medición automatizados
Control totalmente automático de la presión, la temperatura y los ciclos para un análisis reproducible del TIM. - Análisis avanzado de datos
: herramientas para la visualización en tiempo real, la comparación de gráficos y el análisis estadístico. - Fiabilidad en los procesos
: calibración automática, supervisión de termopares y gestión segura de los datos. - Arquitectura flexible de complementos
: módulos de software ampliables para ciclos de temperatura, modulación del espesor y gestión de la calidad.
Control automático de la presión
El sistema de presión electromecánico integrado permite un control preciso y reproducible de la fuerza de presión de hasta 16 MPa, lo que permite una caracterización realista del TIM en condiciones relevantes para la aplicación.
Medición integrada del espesor
Un sistema LVDT de alta resolución mide continuamente el grosor de la muestra durante el funcionamiento, garantizando cálculos extremadamente precisos de la resistencia térmica y la conductividad térmica.
Pruebas de choque térmico y fiabilidad
El TIM L58 permite realizar ciclos de temperatura automatizados y ensayos de estabilidad a largo plazo para evaluar el envejecimiento de los fluidos térmicos, los efectos de «pump-out» y la fiabilidad térmica en condiciones de carga repetidas.
Medidas según ASTM D5470
El sistema realiza mediciones estandarizadas del flujo térmico estacionario según la norma ASTM D5470, lo que permite obtener resultados directamente comparables y reproducibles a la hora de caracterizar los materiales de conducción térmica (TIM).
Destacados
Control automático de la presión hasta 16 MPa
Medidas según ASTM D5470
Sistema con bloques de medición intercambiables
Plataforma de software LiEAP totalmente integrada
Rango de temperatura de -30 °C a 450 °C
Medición de espesor LVDT integrada
Características principales
Amplia gama de temperaturas
De -30 °C a 450 °C: el LINSEIS TIM L58 permite caracterizar con precisión los materiales termoconductores en condiciones de funcionamiento reales, en uno de los rangos de temperatura más amplios disponibles para las pruebas de TIM.
Control automático de la presión
Hasta 16 MPa – El actuador electromecánico integrado permite unas condiciones de presión de contacto altamente reproducibles para una caracterización realista del TIM.
Bloques de medición intercambiables
El sistema modular Meter Bar permite adaptarse de forma óptima a diferentes materiales TIM y rangos de conductividad térmica. Los bloques de medición intercambiables garantizan la máxima flexibilidad y la mayor precisión de medición en diversas aplicaciones.
Medidas según ASTM D5470
El TIM L58 realiza mediciones estacionarias estandarizadas del flujo de calor según la norma ASTM D5470 para obtener resultados directamente comparables.
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Especificaciones
Control de espesor: Medición del espesor con una precisión de ± 5 µm
Rango de temperatura: de -30 °C a 450 °C
Conductividad térmica: de 0,1 a 50 W/mK
Descubre nuestro potente comprobador TIM, desarrollado para una caracterización fiable y realista de los materiales conductores térmicos:
- Grosor de la muestra: de 0,001 a 8 mm (opcionalmente hasta 20 mm)
- Rango de resistencia de la muestra: 0,005 – 500 cm²K/W
- Opciones de fuerza: 1 kN, 2 kN y 5 kN
- Compatibilidad de materiales: pastas, almohadillas, láminas, polímeros, grafito, metales y cerámica
- Ciclos de temperatura: Pruebas automatizadas de fiabilidad y envejecimiento en condiciones de funcionamiento realistas
Método
Método para determinar el flujo de calor en régimen estacionario (ASTM D5470)
En los ensayos de materiales de interfaz térmica (TIM), se miden la resistencia térmica y la capacidad de transferencia de calor de los materiales que se colocan entre dos superficies en contacto, bajo condiciones mecánicas y térmicas definidas. Este método ofrece información directa sobre la eficiencia del transporte de calor a través de las interfaces, un parámetro clave para la electrónica moderna, los sistemas de baterías y los componentes de potencia.
En una medición TIM, la muestra se coloca entre una barra de medición superior calentada y una barra de medición inferior refrigerada. Se genera un flujo de calor definido a través del material, mientras se regula con precisión la presión de contacto. El gradiente de temperatura resultante a lo largo de la muestra se registra de forma continua y se utiliza para calcular la resistencia térmica y la conductividad térmica aparente.
A diferencia de los métodos tradicionales para determinar la conductividad térmica volumétrica, el ensayo TIM evalúa específicamente el comportamiento global de la interfaz en condiciones reales de instalación. Esto incluye la influencia de la presión de contacto, el grosor de la muestra, la textura de la superficie y la calidad de la interfaz en el comportamiento térmico global.
El sistema integrado de medición del espesor mide simultáneamente el espesor real de la muestra durante el funcionamiento, lo que garantiza cálculos de alta precisión y reproducibles, incluso con materiales TIM blandos o compresibles, como pastas, almohadillas y láminas termoconductoras.
La caracterización TIM según la norma ASTM D5470 es imprescindible para desarrollar soluciones avanzadas de gestión térmica. Permite evaluar de forma fiable los materiales de interfaz térmica para la refrigeración de semiconductores, la tecnología de baterías, la electrónica de automoción y las aplicaciones industriales de alto rendimiento.
Principio funcional del TIM L58
El TIM L58 realiza una caracterización precisa de los materiales termoconductores mediante el método de flujo térmico en estado estacionario, según la norma ASTM D5470. La muestra se coloca entre una barra de medición superior calentada y una barra de medición inferior refrigerada, mientras se aplica una presión de contacto mecánica definida.
Durante la medición, el sistema registra continuamente el gradiente de temperatura a través de la muestra y el flujo de calor resultante a través del material conductor del calor.
El TIM L58 mide varios parámetros importantes a la vez:
- Resistencia térmica: se determina con gran precisión la resistencia del material a la transferencia de calor a través de la interfaz.
- Conductividad térmica: la conductividad térmica aparente del material TIM se calcula a partir del flujo de calor, la diferencia de temperatura y la geometría de la muestra.
- Espesor de la probeta – Un sistema LVDT integrado de alta resolución mide continuamente el espesor efectivo del material durante el funcionamiento.
- Comportamiento dependiente de la presión – La influencia de la presión de contacto en el rendimiento térmico del material TIM puede investigarse en condiciones de montaje realistas.
Gracias a la combinación de un control preciso de la temperatura, un control automático de la fuerza y la medición integrada del espesor, el TIM L58 permite caracterizar de forma fiable y reproducible los materiales de interfaz térmica para la electrónica, los sistemas de baterías y las aplicaciones avanzadas de gestión térmica.
Parámetros de caracterización del TIM
Posibilidades de análisis de materiales conductores del calor con el TIM L58:
- Resistencia térmica
- Aparente conductividad térmica
- Impedancia térmica
- Resistencia de contacto
- Comportamiento térmico dependiente de la presión
- Comportamiento térmico dependiente de la temperatura
- Potencia térmica en función del grosor
- Flujo de calor a través de la interfaz
- Envejecimiento y estabilidad del ciclo
- Comportamiento del material en función de la presión
Una solución integral para la gestión térmica: dispositivos complementarios de LINSEIS
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TIM L58 de un vistazo: cómo funciona, ámbitos de aplicación, características y preguntas frecuentes
¿Qué es un material de interfaz térmica (TIM)?
Los materiales de conducción térmica (TIM) son materiales que se colocan entre dos superficies en contacto para mejorar la transferencia de calor y reducir la resistencia térmica de contacto. Entre los TIM típicos se encuentran las pastas térmicas, las almohadillas térmicas, las láminas térmicas, los materiales de cambio de fase y las placas de grafito, que se usan en electrónica, baterías y módulos de potencia.
¿Qué materiales se pueden medir con el TIM L58?
El TIM L58 permite caracterizar una gran variedad de materiales, entre los que se incluyen pastas térmicas, almohadillas térmicas, láminas, materiales de grafito, polímeros, metales, cerámicas y materiales de cambio de fase (PCM). El sistema está diseñado tanto para materiales de interfaz blandos como sólidos.
¿Qué se mide según la norma ASTM D5470?
La norma ASTM D5470 describe un método estandarizado para determinar el flujo de calor en estado estacionario, con el fin de calcular la resistencia térmica y la conductividad térmica aparente de los materiales termoconductores. El TIM L58 realiza estas mediciones en condiciones controladas de temperatura y presión para conseguir resultados muy reproducibles.
¿Cómo afecta la presión de contacto al rendimiento del material termoconductor (TIM)?
La presión de contacto influye mucho en el rendimiento térmico de los materiales conductores del calor. Al aumentar la presión, se reducen las cámaras de aire y se mejora el contacto entre las superficies, lo que se traduce en una menor resistencia térmica y una mejor transferencia de calor. Con el TIM L58 puedes analizar con precisión el comportamiento térmico en función de la presión.
¿Puede el TIM L58 realizar pruebas de choque térmico y envejecimiento?
Sí, el TIM L58 admite ciclos de temperatura automatizados y pruebas de estabilidad a largo plazo. Esto permite evaluar el envejecimiento del material, los efectos del bombeo y la fiabilidad térmica en condiciones de funcionamiento realistas.
¿Cuánto cuesta un TIM L58?
El precio de un sistema TIM L58 depende de la configuración que elijas y de las características opcionales, como el rango de temperatura, la configuración de fuerza, el sistema de refrigeración, las barras de medición intercambiables o las ampliaciones de software para ciclos de temperatura y pruebas de fiabilidad. Como cada sistema se puede adaptar a los requisitos específicos de tu aplicación, la configuración final y el precio pueden variar.
Para recibir un presupuesto exacto, usa nuestro formulario de contacto e indícanos los detalles de tu aplicación; nuestro equipo estará encantado de crear una solución a medida para tus necesidades.
¿Cuánto tarda en llegar un TIM L58?
El plazo de entrega de un sistema TIM L58 depende de la configuración elegida y de las características opcionales. Las opciones adicionales, como rangos de temperatura ampliados, barras de medición a medida, sistemas de refrigeración o paquetes de software avanzados para ciclos de temperatura y pruebas de fiabilidad, pueden alargar los plazos de producción y preparación.
Ponte en contacto con nosotros a través de nuestro formulario de contacto para obtener una estimación precisa del plazo de entrega, basada en tus requisitos específicos de aplicación y configuración.
¿Cuál es la diferencia entre resistencia térmica y conductividad térmica?
La conductividad térmica describe la capacidad intrínseca de un material para conducir el calor, mientras que la resistencia térmica refleja la resistencia real al flujo de calor dentro de todo un sistema de interfaces. En la prueba del TIM no solo se tiene en cuenta el material en sí, sino también el grosor, la presión de contacto y la calidad de la interfaz.
Software
Hacer visibles y comparables los valores
Todos los dispositivos termoanalíticos LINSEIS se controlan mediante software. Los distintos módulos de software funcionan exclusivamente con sistemas operativos Microsoft® Windows®. El software completo consta de tres módulos: control de temperatura, adquisición de datos y evaluación de datos. El software para Windows® contiene todas las funciones esenciales para preparar, realizar y analizar una medición termoanalítica. Gracias a nuestros especialistas y expertos en aplicaciones, LINSEIS ha podido desarrollar un software completo, fácil de entender y de utilizar.
Funciones generales
- Visualización en tiempo real de los datos de medición
- Diseños de diagramas y escalado de ejes libremente configurables
- Funciones de escala automática y manual
- Herramientas de zoom y cursor
- Funciones de comparación y superposición de curvas
- Herramientas de análisis estadístico
- Generación automática de informes
- Exportación de datos a formatos Excel® y ASCII
- Funcionamiento multiusuario
- Seguridad de los datos en caso de apagón
- Rutinas de calibración automática
- Almacenamiento y exportación de los resultados de la evaluación
- Sistema de ayuda en línea integrado
- Cálculo de la primera y segunda derivadas
- Procesamiento de datos y postanálisis flexibles
Funciones para el análisis térmico
- Cálculo automático de la resistencia térmica
- Determinación de la conductividad térmica aparente
- Evaluación de la impedancia térmica
- Cálculo de la resistencia de contacto
- Análisis térmico en función del espesor
- Evaluación del comportamiento térmico dependiente de la presión
- Caracterización de materiales en función de la temperatura
Funciones de prueba ampliadas
- Mediciones automatizadas de cambios de temperatura
- Pruebas de fiabilidad y envejecimiento
- Pruebas de estabilidad a largo plazo
- Secuencias de medición multietapa
- Secuencias de medición automatizadas
- Funciones para pruebas por lotes
Control del sistema
- Control independiente de la temperatura superior e inferior
- Control y supervisión automáticos de la fuerza
- Control continuo del espesor mediante LVDT
- Visualización en tiempo real del estado de la medición
- Ejecución automatizada de secuencias de prueba
Herramientas de calidad y validación
- Plugin para la gestión de la calidad
- Comprobación de la repetibilidad
- Comparación estadística de las series de mediciones
- Gestión de la calibración
- Rutinas de evaluación normalizadas según ASTM D5470
Aplicaciones
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Automoción, aeronáutica y aeroespacial
Los materiales termoconductores (TIM) son componentes esenciales en los sistemas de automoción y aeroespaciales, donde una disipación eficiente del calor es clave para el rendimiento, la fiabilidad y la vida útil. Mejoran la transferencia de calor entre la electrónica de potencia, las baterías, los sistemas de refrigeración y los componentes estructurales, ya que minimizan la resistencia térmica de contacto en las interfaces.
El TIM L58 permite caracterizar con precisión la conductividad térmica, la resistencia térmica y el rendimiento en la interfaz en condiciones reales de temperatura y presión. Esto ayuda a desarrollar y optimizar soluciones de gestión térmica para vehículos eléctricos, sistemas de baterías, aviónica, tecnología de radar y otras aplicaciones de alto rendimiento que funcionan en condiciones ambientales exigentes.
Ejemplo de aplicación: medición de Vespel (tipo 3 / a 50 °C / 1 MPa)
Medición de la impedancia térmica (conductividad térmica) de una muestra de Vespel™ de 25 mm × 25 mm a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C) y con una presión de contacto de 1 MPa. Se midieron tres muestras diferentes con un grosor de entre 1,0 mm y 2,00 mm para determinar la conductividad térmica aparente y la resistencia de contacto térmico (mediante regresión lineal).
Ejemplo de aplicación: Medición en función de la temperatura de Vespel™.
Ilustración de la conductividad térmica aparente en función de la temperatura de una muestra de Vespel™ de 25 mm × 25 mm en el intervalo de temperaturas de 40 °C a 150 °C a una presión de contacto constante de 1 MPa.
Semiconductores y electrónica
Los materiales de conducción térmica (TIM) son componentes imprescindibles en la industria de los semiconductores y la electrónica, donde una disipación térmica eficiente es clave para el rendimiento, la fiabilidad y la vida útil de los componentes electrónicos. Mejoran la transferencia de calor entre los componentes semiconductores, la electrónica de potencia, los disipadores térmicos y las carcasas, ya que minimizan la resistencia de contacto térmico en las interfaces.
El TIM L58 permite caracterizar con precisión la conductividad térmica, la resistencia térmica y el rendimiento en la interfaz en condiciones realistas de temperatura y presión. Esto ayuda a desarrollar y optimizar soluciones de gestión térmica para procesadores, semiconductores de potencia, módulos LED, módulos de potencia, centros de datos, sistemas de telecomunicaciones y otras aplicaciones de alto rendimiento con requisitos cada vez más exigentes en cuanto a densidad de potencia y fiabilidad.
Ejemplo de aplicación: medición de una almohadilla térmica de tipo 2 (a 50 °C)
Medición de la impedancia térmica (conductividad térmica) de una almohadilla termoconductora de 25 mm × 25 mm (tipo de muestra 2) a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C). Se midieron tres muestras diferentes con un grosor de entre unos 2 mm y 4 mm para calcular la resistencia de contacto térmico (mediante regresión lineal).
Ejemplo de aplicación: Medición de una pasta térmica viscosa de tipo 1 (a 60 °C)
Medición de la impedancia térmica (conductividad térmica efectiva) de una pasta térmica viscosa (tipo de muestra 1) a 60 °C. Se analizó una muestra con espesores nominales de entre 0,25 mm y 1,50 mm para cuantificar el gradiente de temperatura y la impedancia térmica resultante en condiciones sin presión.
Ejemplo de aplicación: Prueba cíclica
Los ensayos de envejecimiento y el comportamiento bajo carga continua son pruebas importantes para entender el rendimiento a largo plazo de los materiales TIM. Para esta caracterización, el medidor TIM (TIM L58) ofrece un complemento de software con el que se puede variar cíclicamente la temperatura, la distancia entre las placas o la compresión. Durante el ciclo, se supervisan continuamente todas las propiedades, como la temperatura, la distancia entre placas/el grosor de la muestra, la presión y la impedancia térmica, para registrar directamente los cambios en el comportamiento. La aplicación muestra que, en la prueba de rendimiento, se definió una compresión cíclica de ± 30 μm a una frecuencia de 0,02 Hz con la temperatura de la muestra constante.
La primera imagen muestra este ciclo con la distancia entre placas nominal y la registrada en tiempo real. La segunda imagen muestra que la impedancia térmica aumenta ligeramente con el número de ciclos, lo que provoca un rendimiento ligeramente menor en el funcionamiento a largo plazo. Esta información ayuda a modelar los componentes y a estimar la vida útil de cada uno de ellos.
Bien informado
