TIM L58 : Testeur de matériaux thermoconducteurs pour une caractérisation détaillée de TIM
Le LINSEIS TIM L58 est un système haut de gamme pour la caractérisation précise des matériaux thermoconducteurs (TIMs) dans des conditions réalistes de pression de contact et de température. L’instrument permet de déterminer avec précision l l’impédance thermiqueLa mesure de la résistance thermique et de la conductivité thermique apparente est conforme à la norme ASTM D5470. Le TIM L58 a été conçu pour des applications dans les domaines suivants Électronique, Technologie des batteries, Refroidissement des semi-conducteurs et la gestion thermique avancée, et prend en charge l’analyse de la viscosité de l’eau. TIM-pâtes, pastilles, films, polymères et matériaux d’interface métalliques. Avec un contrôle automatique de la pression jusqu’à 16 MPa, une détermination intégrée de l’épaisseur et une plage de températures de -30 °C à 450 °C, le système offre une flexibilité, une reproductibilité et une précision exceptionnelles, conformes aux normes industrielles.
Caractéristiques uniques
Mise à niveau électronique
Le système électronique entièrement repensé du TIM L58 assure une gestion intelligente de toutes les procédures de mesure et garantit une fiabilité maximale du processus. L’intégration étroite entre le matériel et le logiciel LiEAP permet d’obtenir des résultats de mesure reproductibles avec un minimum d’intervention de la part de l’opérateur.
Parmi les avantages de ce nouveau système électronique, on peut citer :
- Étalonnage automatique
Réduit les erreurs de manipulation et garantit des résultats de mesure précis à long terme. - Procédures de mesure entièrement automatisées
La mesure, la régulation et l’analyse des données sont pilotées par logiciel. - Profils de mesure intelligents
Programmes de température, de pression et de cycles librement définissables. - Plateforme LiEAP intégrée
Gestion unifiée du matériel, des logiciels et de l’analyse des données. - Grande fiabilité du processus
Des résultats stables et reproductibles à chaque mesure.
Nouvelles fonctionnalités matérielles
La plateforme de mesure modulaire du TIM L58 a été conçue pour offrir une flexibilité maximale et une précision optimale. Des actionneurs puissants, des capteurs haute résolution et des composants de mesure interchangeables permettent une adaptation optimale aux matériaux d’interface thermique les plus divers.
Parmi les points forts du matériel, on peut citer :
- NOUVEAU : Blocs de mesure interchangeables
Blocs de mesure interchangeables par l’utilisateur, disponibles dans différents matériaux et géométries, pour des mesures spécifiques à chaque application. - Technologie « Plug-and-Play »
Détection automatique de toutes les données d’étalonnage et de configuration. - Régulation automatique de la pression
Forces de contact reproductibles jusqu’à 16 MPa. - Mesure LVDT haute résolution
Détermination précise de l’épaisseur de l’échantillon avec une précision de ±5 µm. - Conception modulaire du système
Disponible en option avec une chambre à vide, un boîtier de sécurité ou des extensions sur mesure.
Améliorations du logiciel
La plateforme logicielle TIM-L58 allie automatisation intelligente, contrôle fiable des processus et outils d’analyse avancés pour une caractérisation TIM efficace et reproductible.
Parmi les avantages de cette architecture logicielle optimisée, on peut citer :
- Plateforme LiEAP intégrée
Commande, analyse et communication avec les appareils centralisées au sein d’un même environnement logiciel. - Procédures de mesure automatisées
Commande entièrement automatique de la pression, de la température et des cycles pour une analyse reproductible du TIM. - Analyse avancée des données
Outils de visualisation en temps réel, de comparaison de courbes et d’analyse statistique. - Une sécurité des processus fiable
Étalonnage automatique, surveillance des thermocouples et traitement sécurisé des données. - Architecture flexible de plug-ins
Modules logiciels extensibles pour les cycles de température, la modulation d’épaisseur et la gestion de la qualité.
Régulation automatique de la pression
Le système de pression électromécanique intégré permet un réglage précis et reproductible de la force d’appui jusqu’à 16 MPa, pour une caractérisation réaliste du TIM dans des conditions proches de celles de l’application.
Mesure intégrée de l'épaisseur
Un système LVDT haute résolution mesure en continu l’épaisseur de l’échantillon pendant le fonctionnement, ce qui garantit des calculs extrêmement précis de la résistance thermique et de la conductivité thermique.
Tests de changement de température et de fiabilité
Le TIM L58 prend en charge les cycles de température automatisés et les essais de stabilité à long terme destinés à évaluer le vieillissement des fluides thermoconducteurs, les effets de « pump-out » et la fiabilité thermique dans des conditions de sollicitation répétées.
Mesures selon la norme ASTM D5470
Le système effectue des mesures normalisées du flux thermique stationnaire conformément à la norme ASTM D5470, permettant ainsi d’obtenir des résultats directement comparables et reproductibles lors de la caractérisation des matériaux thermoconducteurs (TIM).
Points forts
Régulation automatique de la pression jusqu'à 16 MPa
Mesures selon la norme ASTM D5470
Système avec blocs de mesure interchangeables
Plate-forme logicielle LiEAP entièrement intégrée
Plage de température de -30 °C à 450 °C
Mesure d'épaisseur LVDT intégrée
Caractéristiques principales
Large plage de températures
De -30 °C à 450 °C – Le LINSEIS TIM L58 permet de caractériser avec précision les matériaux thermoconducteurs dans des conditions de fonctionnement réalistes, sur l’une des plages de température les plus étendues disponibles pour les essais TIM.
Régulation automatique de la pression
Jusqu’à 16 MPa – L’actionneur électromécanique intégré permet des conditions de pression de contact hautement reproductibles pour une caractérisation TIM réaliste.
Blocs de mesure interchangeables
Le système modulaire Meter Bar permet une adaptation optimale aux différents matériaux TIM et aux différentes plages de conductivité thermique. Les blocs de mesure interchangeables garantissent une flexibilité maximale et une précision de mesure optimale dans diverses applications.
Mesures selon la norme ASTM D5470
Le TIM L58 effectue des mesures stationnaires normalisées du flux thermique conformément à la norme ASTM D5470, afin d’obtenir des résultats directement comparables.
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+49 (0) 9287/880 0
jeudi de 8h à 16h
et vendredi de 8h à 12h.
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Spécifications
Contrôle de l’épaisseur : Mesure de l’épaisseur avec une précision de ± 5 µm
Plage de température : de -30 °C à 450 °C
Conductivité thermique : de 0,1 à 50 W/mK
Découvrez notre puissant testeur TIM – conçu pour une caractérisation fiable et réaliste des matériaux thermoconducteurs :
- Épaisseur de l’échantillon : 0,001 à 8 mm (jusqu’à 20 mm en option)
- Plage de résistance de l’échantillon : 0,005 – 500 cm²K/W
- Options de force : 1 kN, 2 kN et 5 kN
- Compatibilité des matériaux : pâtes, pastilles, films, polymères, graphite, métaux et céramiques
- Cycles de température : tests automatisés de fiabilité et de vieillissement dans des conditions de fonctionnement réalistes
Méthode
Méthode de détermination du flux thermique en régime permanent (ASTM D5470)
Lors des essais sur les matériaux de transfert thermique (Thermal Interface Material, TIM), on mesure la résistance thermique et le coefficient de transfert thermique de matériaux placés entre deux surfaces en contact, dans des conditions mécaniques et thermiques définies. Cette méthode fournit des informations directes sur l’efficacité du transfert thermique à travers les interfaces – un paramètre déterminant pour l’électronique moderne, les systèmes de batteries et les composants de puissance.
Lors d’une mesure TIM, l’échantillon est placé entre une barre de mesure supérieure chauffée et une barre de mesure inférieure refroidie. Un flux thermique défini est généré à travers le matériau, tandis que la pression d’appui est régulée avec précision. Le gradient de température qui en résulte sur l’échantillon est enregistré en continu et utilisé pour calculer la résistance thermique et la conductivité thermique apparente.
Contrairement aux méthodes traditionnelles de détermination de la conductivité thermique volumique, l’essai TIM évalue de manière ciblée l’ensemble du comportement interfacial dans des conditions de montage réalistes. Cela inclut l’influence de la pression d’appui, de l’épaisseur de l’échantillon, de l’état de surface et de la qualité de l’interface sur le comportement thermique global.
Le système intégré de mesure d’épaisseur mesure simultanément, pendant le fonctionnement, l’épaisseur effective de l’échantillon et garantit ainsi des calculs d’une grande précision et reproductibles, même avec des matériaux TIM souples ou compressibles tels que les pâtes, les pastilles et les films thermoconducteurs.
La caractérisation TIM conformément à la norme ASTM D5470 est indispensable au développement de solutions avancées de gestion thermique. Elle permet une évaluation fiable des matériaux d’interface thermique destinés au refroidissement des semi-conducteurs, à la technologie des batteries, à l’électronique automobile et aux applications industrielles à haute performance.
Principe de fonctionnement du TIM L58
Le TIM L58 permet une caractérisation précise des matériaux thermoconducteurs à l’aide de la méthode du flux thermique en régime permanent, conformément à la norme ASTM D5470. L’échantillon est placé entre une barre de mesure supérieure chauffée et une barre de mesure inférieure refroidie, tandis qu’une pression d’appui mécanique définie est exercée.
Pendant la mesure, le système enregistre en continu le gradient de température à travers l’échantillon et le flux de chaleur qui en résulte à travers le matériau conducteur de chaleur.
Le TIM L58 mesure simultanément plusieurs paramètres importants :
- Résistance thermique – La résistance du matériau au transfert de chaleur à travers l’interface est déterminée avec une grande précision.
- Conductivité thermique – La conductivité thermique apparente du matériau TIM est calculée à partir du flux thermique, de la différence de température et de la géométrie de l’échantillon.
- Épaisseur de l’échantillon – Un système LVDT haute résolution intégré mesure en continu l’épaisseur effective du matériau pendant le fonctionnement.
- Comportement en fonction de la pression – L’influence de la pression de contact sur les performances thermiques du matériau TIM peut être étudiée dans des conditions d’assemblage réalistes.
Grâce à la combinaison d’un contrôle précis de la température, d’un contrôle automatique de la force et d’une mesure intégrée de l’épaisseur, le TIM L58 permet une caractérisation fiable et reproductible des matériaux d’interface thermique destinés à l’électronique, aux systèmes de batteries et aux applications avancées de gestion thermique.
Paramètres utilisés pour la caractérisation du TIM
Possibilités d’analyse des matériaux thermoconducteurs avec le TIM L58 :
- Résistance thermique
- Apparente conductivité thermique apparente
- Impédance thermique
- Résistance de contact
- Comportement thermique en fonction de la pression
- Comportement thermique en fonction de la température
- Performance thermique en fonction de l’épaisseur
- Flux thermique à travers l’interface
- Stabilité au vieillissement et au cyclage
- Comportement du matériau en fonction de la pression
Une solution complète pour la gestion thermique – appareils LINSEIS complémentaires
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Présentation du TIM L58 – Principe de fonctionnement, domaines d'application, caractéristiques et questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un matériau d'interface thermique (TIM) ?
Les matériaux thermoconducteurs (TIM) sont des matériaux qui sont intercalés entre deux surfaces en contact afin d’améliorer le transfert thermique et de réduire la résistance de contact thermique. Parmi les TIMs typiques, on trouve les pâtes thermoconductrices, les pastilles thermoconductrices, les films thermoconducteurs, les matériaux à changement de phase et les plaques de graphite, qui sont utilisés dans l’électronique, les batteries et les modules de puissance.
Quels matériaux peut-on mesurer avec le TIM L58 ?
Le TIM L58 permet de caractériser une grande variété de matériaux, notamment les pâtes thermoconductrices, les pastilles thermoconductrices, les films, les matériaux à base de graphite, les polymères, les métaux, les céramiques et les matériaux à changement de phase (PCM). Le système est conçu aussi bien pour les matériaux d’interface souples que pour les matériaux d’interface rigides.
Qu'est-ce qui est mesuré selon la norme ASTM D5470 ?
La norme ASTM D5470 décrit une méthode normalisée permettant de déterminer le flux thermique en régime permanent afin d’évaluer la résistance thermique et la conductivité thermique apparente des matériaux thermoconducteurs. Le TIM L58 effectue ces mesures dans des conditions de température et de pression contrôlées afin d’obtenir des résultats hautement reproductibles.
Quel est l'impact de la pression d'appui sur les performances du matériau thermoconducteur (TIM) ?
La pression d’appui a une influence considérable sur les performances thermiques des matériaux thermoconducteurs. L’augmentation de la pression permet de réduire les interstices d’air et d’améliorer l’adhérence entre les surfaces, ce qui se traduit par une résistance thermique moindre et un meilleur transfert thermique. Le TIM L58 permet d’étudier avec précision le comportement thermique en fonction de la pression.
Le TIM L58 peut-il effectuer des tests de changement de température et de vieillissement ?
Oui, le TIM L58 prend en charge les cycles thermiques automatisés et les études de stabilité à long terme. Cela permet d’évaluer le vieillissement des matériaux, les effets de pompage et la fiabilité thermique dans des conditions de fonctionnement réalistes.
Combien coûte un TIM L58 ?
Le prix d’un système TIM L58 dépend de la configuration choisie et des options sélectionnées, telles que la plage de température, la configuration de la force, le système de refroidissement, les barres de mesure interchangeables ou les extensions logicielles pour les cycles de température et les essais de fiabilité. Chaque système pouvant être adapté aux exigences spécifiques de votre application, la configuration finale et le prix sont susceptibles de varier.
Pour obtenir un devis précis, veuillez utiliser notre formulaire de contact et nous indiquer les détails de votre application : notre équipe se fera un plaisir de vous proposer une solution sur mesure répondant à vos besoins.
Quel est le délai de livraison d'un TIM L58 ?
Le délai de livraison d’un système TIM L58 dépend de la configuration choisie et des options sélectionnées. Des options supplémentaires telles que des plages de température étendues, des barres de mesure sur mesure, des systèmes de refroidissement ou des progiciels avancés pour les cycles de température et les tests de fiabilité peuvent allonger les délais de production et de préparation.
Veuillez nous contacter via notre formulaire de contact afin d’obtenir une estimation précise du délai de livraison, en fonction de vos besoins spécifiques en matière d’application et de configuration.
Quelle est la différence entre la résistance thermique et la conductivité thermique ?
La conductivité thermique décrit la capacité intrinsèque d’un matériau à conduire la chaleur, tandis que la résistance thermique reflète la résistance effective au flux thermique au sein d’un système d’interfaces dans son ensemble. Lors du contrôle d’un TIM, on tient compte non seulement du matériau lui-même, mais également de son épaisseur, de la pression d’appui et de la qualité de l’interface.
Logiciel
Rendre les valeurs visibles et comparables
Tous les appareils thermoanalytiques de LINSEIS sont contrôlés par un logiciel. Les différents modules logiciels fonctionnent exclusivement sous les systèmes d’exploitation Microsoft® Windows®. Le logiciel complet se compose de trois modules : régulation de la température, acquisition des données et analyse des données. Le logiciel Windows® contient toutes les fonctions essentielles pour préparer, réaliser et évaluer une mesure thermo-analytique. Grâce à nos spécialistes et à nos experts en applications, LINSEIS a pu développer un logiciel complet, facile à comprendre et à utiliser.
Fonctions générales
- Visualisation en temps réel des données de mesure
- Configuration libre de la disposition des graphiques et de l’échelle des axes
- Fonctions de mise à l’échelle automatique et manuelle
- Outils de zoom et de curseur
- Fonctions de comparaison et de superposition de courbes
- Outils d’évaluation statistique
- Génération automatique de rapports
- Exportation des données aux formats Excel® et ASCII
- Fonctionnement multi-utilisateurs
- Sécurité des données en cas de panne de courant
- Routines d’étalonnage automatique
- Stockage et exportation des résultats d’évaluation
- Système d’aide en ligne intégré
- Calculs de la dérivée première et de la dérivée seconde
- Traitement flexible des données et post-analyse
Fonctions d’analyse thermique
- Calcul automatique de la résistance thermique
- Détermination de la conductivité thermique apparente
- Évaluation de l’impédance thermique
- Calcul de la résistance de contact
- Analyse thermique en fonction de l’épaisseur
- Évaluation du comportement thermique en fonction de la pression
- Caractérisation des matériaux en fonction de la température
Fonctions de test avancées
- Mesures automatisées des changements de température
- Études de fiabilité et de vieillissement
- Tests de stabilité à long terme
- Séquences de mesure à plusieurs niveaux
- Procédures de mesure automatisées
- Fonctions pour les tests par lots
Panneau de configuration
- Contrôle indépendant de la température supérieure et inférieure
- Contrôle et surveillance automatique de la force
- Surveillance continue de l’épaisseur par LVDT
- Affichage en temps réel de l’état des mesures
- Exécution automatisée de séquences de test
Outils de qualité et de validation
- Plugin pour la gestion de la qualité
- Vérification de la répétabilité
- Comparaison statistique de séries de mesures
- Gestion de l’étalonnage
- Routines d’évaluation standardisées selon ASTM D5470
Votre industrie
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Automobile, aéronautique et aérospatiale
Les matériaux thermoconducteurs (TIM) sont des composants essentiels des systèmes automobiles et aérospatiaux, dans lesquels une dissipation thermique efficace est déterminante pour les performances, la fiabilité et la durée de vie. Ils améliorent le transfert thermique entre l’électronique de puissance, les batteries, les systèmes de refroidissement et les composants structurels en minimisant la résistance de contact thermique aux interfaces.
Le TIM L58 permet de caractériser avec précision la conductivité thermique, la résistance thermique et le rendement interfacial dans des conditions de température et de pression réalistes. Cela facilite le développement et l’optimisation de solutions de gestion thermique destinées aux véhicules électriques, aux systèmes de batteries, à l’avionique, à la technologie radar et à d’autres applications à haute performance fonctionnant dans des conditions environnementales exigeantes.
Exemple d’application : mesure du Vespel (type 3 / à 50 °C / 1 MPa)
Mesure de l’impédance thermique (conductivité thermique) d’un échantillon de Vespel™ de 25 mm × 25 mm à 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C) et sous une pression d’appui de 1 MPa. Trois échantillons différents, d’une épaisseur comprise entre 1,0 mm et 2,00 mm, ont été mesurés afin de déterminer la conductivité thermique apparente et la résistance thermique de contact (par régression linéaire).
Exemple d’application : mesure en fonction de la température de Vespel™
Représentation de la conductivité thermique apparente en fonction de la température d’un échantillon Vespel™ de 25 mm × 25 mm dans la plage de température de 40 °C à 150 °C, avec une pression de contact constante de 1 MPa.
Semi-conducteurs et électronique
Les matériaux thermoconducteurs (TIM) sont des composants indispensables dans l’industrie des semi-conducteurs et de l’électronique, où une dissipation thermique efficace est déterminante pour les performances, la fiabilité et la durée de vie des assemblages électroniques. Ils améliorent le transfert thermique entre les composants semi-conducteurs, l’électronique de puissance, les dissipateurs thermiques et les boîtiers en minimisant la résistance de contact thermique au niveau des interfaces.
Le TIM L58 permet de caractériser avec précision la conductivité thermique, la résistance thermique et le rendement interfacial dans des conditions de température et de pression réalistes. Cela facilite le développement et l’optimisation de solutions de gestion thermique pour les processeurs, les semi-conducteurs de puissance, les modules LED, les modules de puissance, les centres de données, les systèmes de télécommunications et d’autres applications hautes performances soumises à des exigences croissantes en matière de densité de puissance et de fiabilité.
Exemple d’application : mesure d’un coussin thermoconducteur de type 2 (à 50 °C)
Mesure de l’impédance thermique (conductivité thermique) d’un tampon thermoconducteur de 25 mm × 25 mm (type d’échantillon 2) à 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C). Trois échantillons différents, d’une épaisseur comprise entre environ 2 mm et 4 mm, ont été mesurés afin de déterminer la résistance thermique de contact (par régression linéaire).
Exemple d’application : mesure d’une pâte thermique visqueuse de type 1 (à 60 °C)
Mesure de l’impédance thermique (conductivité thermique effective) d’une pâte thermique visqueuse (type d’échantillon 1) à 60 °C. Un échantillon d’une épaisseur nominale comprise entre 0,25 mm et 1,50 mm a été analysé afin de quantifier le gradient de température et l’impédance thermique qui en résulte dans des conditions sans pression.
Exemple d’application : essai cyclique
Les essais de vieillissement et d’étude du comportement sous contrainte continue constituent des tests essentiels pour comprendre les performances à long terme des matériaux TIM. Pour cette caractérisation, le testeur TIM (TIM L58) propose un module logiciel permettant de faire varier de manière cyclique soit la température, soit l’écartement, soit la compression. Au cours du cycle, toutes les caractéristiques telles que la température, l’écartement de l’espace/l’épaisseur de l’échantillon, la pression et l’impédance thermique sont surveillées en continu afin de détecter directement toute évolution du comportement. L’application montre que, lors de l’essai de performance, une compression cyclique de ± 30 μm à une fréquence de 0,02 Hz a été définie à température constante de l’échantillon.
La première image illustre ce cycle avec l’écartement nominal et l’écartement mesuré en temps réel. La deuxième image montre que l’impédance thermique augmente légèrement avec le nombre de cycles, ce qui entraîne une légère baisse des performances en fonctionnement à long terme. Ces informations facilitent la modélisation des composants et l’estimation de la durée de vie de chaque composant.
Bien informé
