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
Control avanzado de presión y medición
El TIM L58 combina una regulación precisa de la fuerza, la determinación automática del grosor y un control de la temperatura muy estable para una caracterización fiable del TIM en condiciones de funcionamiento realistas.
Las ventajas de la plataforma de medición integrada incluyen
- Bloques de medición intercambiables
Los bloques de medición modulares permiten una rápida adaptación a diferentes TIM con almacenamiento automático de los datos de calibración y geometría. - Determinación de espesor integrada
Medición de espesor continua basada en LVDT durante el funcionamiento - Alta reproducibilidad de la medición
Proporciona datos de resistencia térmica estables y fiables - Pruebas conformes con la norma ASTM D5470
Caracterización normalizada y comparable del TIM
Electrónica de medición sofisticada
La electrónica de medida integrada del TIM L58 permite una caracterización extremadamente estable y reproducible de los materiales conductores térmicos en condiciones de funcionamiento realistas.
Las ventajas de la arquitectura de medición avanzada incluyen
- Minimiza la deriva de la medición
Garantiza mediciones estables a largo plazo de la resistencia térmica - Determinación precisa del grosor
Medición LVDT de alta resolución para una evaluación precisa del TIM - Máxima precisión de medición
Aumenta la fiabilidad de los datos de impedancia y conductividad térmicas - Excelente reproducibilidad
Garantiza resultados consistentes con mediciones repetidas y pruebas cíclicas
Plataforma de software LiEAP
El TIM L58 está totalmente integrado en la Plataforma de Evaluación y Adquisición LINSEIS (LiEAP) y ofrece un control intuitivo del dispositivo, adquisición sincronizada de datos y análisis térmico avanzado en un entorno de software unificado.
Enlace al laboratorio Linseis
Con Linseis Lab Link, ofrecemos una solución integrada para eliminar las incertidumbres en los resultados de las mediciones. Mediante el contacto directo con nuestros expertos en aplicaciones a través del software, recibirás asesoramiento sobre el procedimiento de medición correcto y sobre cómo analizar los resultados. Esta comunicación directa garantiza resultados óptimos y maximiza la eficacia de tus mediciones: para análisis precisos y trabajos de investigación, así como para un flujo de trabajo fluido.
Mejoras del software
- Lex Bus Plug & Play
Nuestra última interfaz de hardware Lex Bus revoluciona la comunicación de datos en nuestros sistemas. Lex Bus permite la integración perfecta y eficaz de nuevas herramientas de hardware y software. - Control del horno mejorado
Nuestro nuevo sistema de control del horno, aún más optimizado, permite un control aún más preciso de la temperatura. El resultado: un control más preciso de la temperatura -exactamente según tus deseos y requisitos- y, por tanto, mejores resultados de medición. - Nuevo software con interfaz de usuario
Nuestra comunicación está ahora aún más centrada en tus necesidades: Siempre estás informado de la situación actual y recibes apoyo específico si lo necesitas. - Seguridad del proceso
Nuestro software ha sido optimizado para ofrecer la máxima seguridad en los procesos: Tus datos están protegidos en todo momento y pueden procesarse a prueba de fallos. - Mensajes de error y solución de problemas
El sistema reconoce automáticamente los errores y problemas, los documenta inmediatamente y los soluciona lo antes posible, para reducir al mínimo el tiempo de inactividad. - Actualizaciones automáticas y nuevas funciones
Las actualizaciones automáticas regulares del software no sólo mejoran la seguridad, sino que también aportan continuamente nuevas funciones. - Supervisión permanente del sistema
El software supervisa permanentemente todos los parámetros del sistema, para un rendimiento óptimo en todo momento. - Mantenimiento preventivo y detección de problemas
Nuestro enfoque de mantenimiento preventivo detecta los problemas y el desgaste en una fase temprana, antes de que se produzcan daños, para que tu aparato se mantenga en plena forma a largo plazo.
Control automático de la presión
El sistema de presión electromecánico integrado permite un control preciso y reproducible de la presión de contacto de hasta 16 MPa para una caracterización realista del TIM en condiciones relevantes para la aplicación.
Medición de espesor integrada
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.
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 la caracterización precisa de materiales conductores térmicos en condiciones de funcionamiento realistas en uno de los mayores rangos de temperatura disponibles para ensayos 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 de barras métricas permite una adaptación óptima a diferentes materiales TIM y rangos de conductividad térmica. Los bloques de medición intercambiables garantizan la máxima flexibilidad y la máxima precisión de medición para una amplia gama de aplicaciones.
Plataforma LINSEIS integrada
El software LINSEIS integrado ofrece una solución completa que combina hardware y software para conseguir la máxima fiabilidad y precisión en los procesos. La plataforma estandarizada permite la integración sin fisuras de componentes y dispositivos de socios externos, para conseguir un sistema global especialmente robusto y fiable.
¿Tienes preguntas? ¡Llámanos!
+49 (0) 9287/880 0
Nuestro servicio está disponible de lunes a jueves de 8 a 16 h y los viernes de 8 a 12 h.
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Especificaciones
Rango de conductividad térmica: de 0,1 a 50 W/mK
Rango de temperatura: de -30°C a 450°C
Control del espesor± 5 µm
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
Pruebas de materiales de interfaz térmica en estado estacionario según ASTM D5470
La prueba de interfaz térmica (TIM) mide la resistencia térmica y el rendimiento de la transferencia de calor de los materiales colocados entre dos superficies de contacto en condiciones mecánicas y térmicas definidas. El método proporciona información directa sobre la eficacia de la transferencia de calor a través de las interfaces, un parámetro crucial para la electrónica moderna, los sistemas de baterías y los componentes de potencia.
En una medición TIM, la muestra se coloca entre una tira de medición superior calentada y una tira de medición inferior enfriada. Se genera un flujo de calor definido a través del material mientras se controla con precisión la presión de contacto. El gradiente de temperatura resultante a través de la muestra se registra continuamente y se utiliza para calcular la resistencia térmica y la conductividad térmica aparente.
A diferencia de los métodos convencionales de medición de la conductividad térmica aparente, el ensayo TIM evalúa específicamente el comportamiento global de la interfaz en condiciones de instalación realistas. Esto incluye la influencia de la presión de contacto, el grosor de la probeta, las propiedades de la superficie y la calidad de la interfaz en el comportamiento térmico global.
El sistema integrado de medición del grosor mide simultáneamente el grosor efectivo de la muestra durante el funcionamiento, lo que garantiza cálculos altamente precisos y reproducibles, incluso con materiales TIM blandos o compresibles, como pastas térmicas, almohadillas y láminas.
La caracterización de los TIM según la norma ASTM D5470 es esencial para el desarrollo de soluciones avanzadas de gestión térmica. Favorece la evaluación fiable de 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.
Variables medidas con caracterización TIM
Posibilidades de análisis de materiales conductores del calor con el TIM L58:
- Resistencia térmica
- Conductividad térmica aparente
- 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 ventaja con el TIM L58: opciones flexibles para cada necesidad
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TIM L58 de un vistazo: función, aplicación, características y preguntas más frecuentes
¿Qué es un material de interfaz térmica (TIM)?
Los materiales conductores térmicos (TIM) son materiales que se colocan entre dos superficies de contacto para mejorar la transferencia de calor y reducir la resistencia térmica de contacto. Los TIM típicos son las pastas térmicas, las almohadillas térmicas, las láminas térmicas, los materiales de cambio de fase y las placas de grafito, que se utilizan en electrónica, baterías y módulos de potencia.
¿Qué materiales se pueden medir con el TIM L58?
El TIM L58 permite caracterizar una amplia gama de materiales, como pastas térmicas, almohadillas de contacto, películas, materiales de grafito, polímeros, metales, cerámicas y materiales de cambio de fase (PCM). El sistema está diseñado para materiales de interfaz tanto blandos como sólidos.
¿Qué se mide según la norma ASTM D5470?
La norma ASTM D5470 describe un método normalizado de medición del flujo de calor en estado estacionario para determinar la resistencia térmica y la conductividad térmica aparente de los materiales térmicamente conductores. El dispositivo TIM L58 realiza estas mediciones en condiciones controladas de temperatura y presión para obtener resultados altamente reproducibles.
¿Cómo afecta la presión de contacto al rendimiento del material conductor del calor?
La presión de contacto influye significativamente en las propiedades térmicas de los materiales conductores del calor. Aumentando la presión, se pueden reducir los entrehierros y mejorar la adaptación de la superficie, lo que se traduce en una menor resistencia térmica y una mejor transferencia de calor. Con el TIM L58 se puede investigar con precisión el comportamiento térmico dependiente 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 elegida y de las características opcionales, como el rango de temperatura, la configuración de fuerza, el sistema de refrigeración, los raíles de medición intercambiables o las ampliaciones de software para pruebas de ciclos térmicos y fiabilidad. Dado que cada sistema puede adaptarse a los requisitos específicos de cada aplicación, la configuración final y el precio pueden variar.
Para obtener un presupuesto preciso, utiliza nuestro formulario de contacto y proporciona los detalles de tu aplicación: nuestro equipo estará encantado de crear una solución personalizada para tus requisitos.
¿Cuál es el plazo de entrega de un TIM L58?
El plazo de entrega de un sistema TIM L58 depende de la configuración seleccionada y de las características opcionales. Las opciones adicionales, como rangos de temperatura ampliados, barras de medición personalizadas, sistemas de refrigeración o paquetes de software avanzados para pruebas de ciclos térmicos y fiabilidad, pueden aumentar el tiempo de producción y preparación.
Ponte en contacto con nosotros a través de nuestro formulario de contacto para recibir un presupuesto exacto del plazo de entrega basado en tus requisitos específicos de aplicación y configuración.
¿Cuál es la diferencia entre resistencia térmica y conductividad térmica?
La conductividad térmica describe la capacidad inherente 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 interfaz. Al probar pastas conductoras del calor, no sólo 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
Biblioteca Térmica LINSEIS
El paquete de software «Biblioteca térmica LINSEIS» es una opción del conocido y fácil de usar software de evaluación LINSEIS Platinum, que está integrado en casi todos nuestros aparatos. Con la Biblioteca Térmica, puedes comparar las curvas completas con una base de datos que contiene miles de materiales de referencia y estándar en sólo 1-2 segundos.
Multiinstrumento
Todos los dispositivos LINSEIS (TIM, DSC, DIL, STA, HFM, LFA, etc.) se pueden controlar mediante una plantilla de software.
Multilingüe
Nuestro software está disponible en muchos idiomas diferentes que el usuario puede seleccionar, entre ellos: Inglés, español, francés, alemán, chino, coreano, japonés, etc.
Generador de informes
Selección práctica de plantillas para crear informes de medición personalizados.
Funcionamiento multiusuario
El administrador puede configurar distintos niveles de usuario con diferentes derechos para manejar el aparato. También está disponible un archivo de registro opcional.
Software cinético
Análisis cinético de datos DSC, DTA, TGA y EGA (TG-MS, TG-FTIR) para investigar el comportamiento térmico de las materias primas y los productos.
Base de datos
La base de datos de última generación permite una gestión sencilla con hasta 1000 registros de datos.
Aplicaciones
Semiconductores y electrónica
Los materiales de las interfaces térmicas de la electrónica de potencia, las CPU, las GPU y los módulos electrónicos están expuestos a constantes tensiones térmicas y mecánicas cíclicas durante su funcionamiento. El TIM L58 permite realizar pruebas de fiabilidad y envejecimiento en condiciones cíclicas de temperatura y presión y, por tanto, predecir el rendimiento térmico y la vida útil a largo plazo.
Ejemplo de aplicación: Pruebas de ciclo y resistencia térmica
Los ensayos de envejecimiento y el comportamiento bajo carga continua son pruebas importantes para comprender el rendimiento a largo plazo de los materiales TIM. Para esta caracterización, el comprobador de TIM (TIM L58) ofrece un complemento de software con el que se puede cambiar cíclicamente la temperatura, la distancia de separación o la compresión. Durante el ciclo, se controlan continuamente todas las propiedades, como la temperatura, la distancia de separación/espesor de la muestra, la presión y la impedancia térmica, para registrar directamente los cambios de comportamiento. La figura anterior muestra que en la prueba de rendimiento se definió una compresión cíclica de ± 30 μm con una frecuencia de 0,02 Hz a una temperatura constante de la muestra. La primera imagen muestra este ciclo con la distancia de separación nominal y la registrada en vivo. La segunda imagen muestra que la impedancia térmica aumenta ligeramente con el número de ciclos, lo que conduce a un rendimiento ligeramente inferior en el funcionamiento a largo plazo. Esta información ayuda a modelar los componentes y a estimar la vida útil de cada uno de ellos.
Aplicación: medición en función de la temperatura de almohadillas conductoras del calor
Medición de la impedancia térmica (conductividad térmica) de una almohadilla térmica de 25 mm x 25 mm (muestra tipo 2) a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C). Se midieron tres muestras diferentes con un grosor entre 2,01 mm y 3,02 mm para determinar la resistencia térmica de contacto (mediante regresión lineal).
Aplicación: Posibles tipos de muestras
Tipo I
Líquidos viscosos que presentan una deformación ilimitada bajo carga. Entre ellos se incluyen compuestos líquidos como grasas, pastas y materiales de cambio de fase. Estos materiales no muestran signos de comportamiento elástico ni tendencia a volver a su forma original una vez eliminadas las tensiones de deformación.
Tipo II
Sólidos viscoelásticos en los que las tensiones de deformación se igualan finalmente mediante tensiones internas del material, limitando así la deformación ulterior. Ejemplos de ello son los geles y los cauchos blandos y duros. Estos materiales tienen propiedades lineales-elásticas con una desviación significativa en relación con el grosor del material.
Tipo III
Sólidos elásticos que presentan una desviación despreciable. Algunos ejemplos son la cerámica, los metales y algunos tipos de plásticos.
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 (muestra tipo 1) a 60 °C. Se analizaron varias muestras con espesores nominales comprendidos entre 0,25 mm y 1,50 mm para cuantificar el gradiente de temperatura y la impedancia térmica resultante en condiciones no presurizadas.
Automoción, aeroespacial
Los materiales de interfaz térmica (TIM) son componentes esenciales en los sistemas de automoción y aeroespaciales, donde la disipación eficaz del calor es fundamental para el rendimiento, la fiabilidad y la durabilidad. Mejoran la transferencia de calor entre la electrónica de potencia, las baterías, los sistemas de refrigeración y los componentes estructurales minimizando la resistencia térmica de contacto en las interfaces.
El TIM L58 permite caracterizar con precisión la conductividad térmica, la resistencia térmica y el rendimiento de la interfaz en condiciones realistas de temperatura y presión. Esto contribuye al desarrollo y la optimización de soluciones de gestión térmica para vehículos eléctricos, sistemas de baterías, aviónica y radares.
Aplicación: Medición de Vespel™ (a 50 °C, 1 MPa)
Medición de la impedancia térmica (conductividad térmica) de una muestra de Vespel™ de 25 mm x 25 mm a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C) y una presión de contacto de 1 MPa. Se midieron tres muestras diferentes con un grosor comprendido entre 1,1 mm y 3,08 mm para determinar la conductividad térmica aparente y la resistencia térmica de contacto (mediante regresión lineal).
Aplicación: Medición dependiente 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.
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