TIM L58: Dispositivo di prova per materiali termoconduttivi per la caratterizzazione dettagliata di TIM
Il LINSEIS TIM L58 è un sistema di fascia alta per la caratterizzazione precisa dei materiali termoconduttivi (TIM) in condizioni realistiche di pressione e temperatura di contatto. Il dispositivo consente di determinare con precisione l’impedenza termica impedenza termicadella resistenza termica e della conducibilità termica apparente in conformità allo standard ASTM D5470. Il TIM L58 è stato sviluppato per applicazioni nei settori di elettronica, tecnologia delle batterie, raffreddamento dei semiconduttori e la gestione termica avanzata e supporta l’analisi dei sistemi di raffreddamento viscosi. TIM-paste, pad, film, polimeri e materiali metallici di interfaccia. Grazie al controllo automatico della pressione fino a 16 MPa, alla determinazione integrata dello spessore e a un intervallo di temperatura compreso tra -30 °C e 450 °C, il sistema offre un’eccezionale flessibilità, riproducibilità e precisione secondo gli standard industriali.
Caratteristiche uniche
Aggiornamento dell’elettronica
L’elettronica completamente rinnovata del TIM L58 garantisce un controllo intelligente di tutte le procedure di misurazione e assicura la massima affidabilità del processo. Grazie alla stretta integrazione tra hardware e software LiEAP, si ottengono risultati di misurazione riproducibili con il minimo sforzo da parte dell’operatore.
Tra i vantaggi della nuova elettronica ci sono:
- Calibrazione automatica
Riduce gli errori di utilizzo e garantisce risultati di misurazione sempre precisi. - Procedure di misurazione completamente automatiche
La misurazione, la regolazione e l’analisi dei dati avvengono tramite software. - Profili di misurazione intelligenti
Programmi di temperatura, pressione e ciclo definibili liberamente. - Piattaforma LiEAP integrata
Controllo unificato di hardware, software e analisi dei dati. - Elevata affidabilità del processo
Risultati stabili e riproducibili ad ogni misurazione.
Nuove funzioni hardware
La piattaforma di misurazione modulare del TIM L58 è stata progettata per garantire la massima flessibilità e la massima precisione. Attuatori potenti, sensori ad alta risoluzione e componenti di misurazione intercambiabili permettono un adattamento ottimale ai più svariati materiali di interfaccia termica.
Tra le caratteristiche hardware più interessanti ci sono:
- NOVITÀ: Blocchi di misura intercambiabili
Blocchi di misura sostituibili dall’utente, realizzati in diversi materiali e con diverse geometrie, per misurazioni specifiche per ogni applicazione. - Tecnologia Plug-and-Play
Rilevamento automatico di tutti i dati di calibrazione e configurazione. - Regolazione automatica della pressione
Forze di contatto riproducibili fino a 16 MPa. - Misurazione LVDT ad alta risoluzione
Determinazione precisa dello spessore del campione con una precisione di ±5 µm. - Progettazione modulare del sistema
Disponibile a scelta con camera a vuoto, involucro di sicurezza o espansioni personalizzate.
Miglioramenti del software
La piattaforma software TIM-L58 unisce automazione intelligente, controllo affidabile dei processi e strumenti di analisi all’avanguardia per una caratterizzazione TIM efficiente e riproducibile.
Tra i vantaggi dell’architettura software ottimizzata ci sono:
- Piattaforma LiEAP integrata
Controllo, analisi e comunicazione tra dispositivi centralizzati in un unico ambiente software. - Procedure di misurazione automatizzate
Controllo completamente automatico di pressione, temperatura e ciclo per un’analisi TIM riproducibile. - Analisi avanzata dei dati
: strumenti per la visualizzazione in tempo reale, il confronto dei grafici e l’analisi statistica. - Affidabilità e sicurezza di processo
Calibrazione automatica, monitoraggio delle termocoppie e gestione protetta dei dati. - Architettura flessibile dei plugin
Moduli software espandibili per cicli termici, modulazione dello spessore e gestione della qualità.
Controllo automatico della pressione
Il sistema di pressione elettromeccanico integrato permette una regolazione precisa e riproducibile della forza di pressione fino a 16 MPa, per una caratterizzazione realistica del TIM in condizioni rilevanti per l’applicazione.
Misurazione integrata dello spessore
Un sistema LVDT ad alta risoluzione misura continuamente lo spessore del campione durante il funzionamento, garantendo calcoli estremamente accurati della resistenza termica e della conducibilità termica.
Cicli termici e test di affidabilità
Il TIM L58 supporta cicli di temperatura automatizzati e test di stabilità a lungo termine per valutare l’invecchiamento dei fluidi termoconduttivi, gli effetti di “pump-out” e l’affidabilità termica in condizioni di sollecitazione ripetute.
Misurazioni secondo ASTM D5470
Il sistema esegue misurazioni standardizzate del flusso termico stazionario secondo la norma ASTM D5470, garantendo così risultati direttamente comparabili e riproducibili nella caratterizzazione dei materiali termoconduttivi (TIM).
Punti salienti
Controllo automatico della pressione fino a 16 MPa
Misurazioni secondo ASTM D5470
Sistema con blocchi di misura intercambiabili
Piattaforma software LiEAP completamente integrata
Intervallo di temperatura da -30 °C a 450 °C
Misurazione dello spessore LVDT integrata
Caratteristiche principali
Ampio intervallo di temperatura
Da -30 °C a 450 °C – Il LINSEIS TIM L58 permette di caratterizzare con precisione i materiali termoconduttivi in condizioni operative realistiche, coprendo uno degli intervalli di temperatura più ampi disponibili per i test TIM.
Controllo automatico della pressione
Fino a 16 MPa – L’attuatore elettromeccanico integrato consente condizioni di pressione di contatto altamente riproducibili per una caratterizzazione realistica del TIM.
Blocchi di misura intercambiabili
Il sistema modulare Meter Bar permette un adattamento ottimale ai diversi materiali TIM e ai vari intervalli di conducibilità termica. I blocchi di misura intercambiabili garantiscono la massima flessibilità e la massima precisione di misura in diverse applicazioni.
Misurazioni secondo ASTM D5470
Il TIM L58 esegue misurazioni standardizzate del flusso termico in condizioni stazionarie secondo la norma ASTM D5470, per ottenere risultati direttamente comparabili.
Domande? Chiamaci!
+49 (0) 9287/880 0
giovedì dalle 8.00 alle 16.00
e venerdì dalle 8.00 alle 12.00.
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Specifiche
Controllo dello spessore: Misurazione dello spessore con una precisione di ± 5 µm
Intervallo di temperatura: da -30 °C a 450 °C
Conducibilità termica: da 0,1 a 50 W/mK
Scopri il nostro potente tester TIM, sviluppato per una caratterizzazione affidabile e realistica dei materiali termicamente conduttivi:
- Spessore del campione: da 0,001 a 8 mm (opzionalmente fino a 20 mm)
- Gamma di resistenza del campione: 0,005 – 500 cm²K/W
- Opzioni di forza: 1 kN, 2 kN e 5 kN
- Compatibilità dei materiali: paste, tamponi, fogli, polimeri, grafite, metalli e ceramiche
- Cicli di temperatura: test automatizzati di affidabilità e invecchiamento in condizioni operative realistiche
Metodo
Metodo per la determinazione del flusso termico stazionario (ASTM D5470)
Quando si testano i materiali di interfaccia termica (Thermal Interface Material, TIM), si misurano la resistenza termica e la capacità di trasferimento del calore dei materiali posizionati tra due superfici a contatto, in condizioni meccaniche e termiche ben definite. Questo metodo offre informazioni dirette sull’efficienza del trasporto di calore attraverso le interfacce – un parametro fondamentale per l’elettronica moderna, i sistemi di batterie e i componenti di potenza.
Durante una misurazione TIM, il campione viene posizionato tra una barra di misurazione superiore riscaldata e una barra di misurazione inferiore raffreddata. Attraverso il materiale viene generato un flusso termico definito, mentre la pressione di contatto viene regolata con precisione. Il gradiente di temperatura che ne risulta lungo il campione viene registrato in modo continuo e utilizzato per calcolare la resistenza termica e la conducibilità termica apparente.
A differenza dei metodi tradizionali per determinare la conducibilità termica volumetrica, il test TIM valuta in modo mirato il comportamento complessivo dell’interfaccia in condizioni di installazione realistiche. Ciò include l’influenza della pressione di contatto, dello spessore del campione, delle caratteristiche superficiali e della qualità dell’interfaccia sul comportamento termico complessivo.
Il sistema integrato per la misurazione dello spessore rileva contemporaneamente, durante il funzionamento, lo spessore effettivo del campione, garantendo così calcoli estremamente precisi e riproducibili – anche con materiali TIM morbidi o comprimibili come paste, cuscinetti e pellicole termoconduttive.
La caratterizzazione TIM secondo la norma ASTM D5470 è fondamentale per lo sviluppo di soluzioni avanzate di gestione termica. Permette una valutazione affidabile dei materiali di interfaccia termica per il raffreddamento dei semiconduttori, la tecnologia delle batterie, l’elettronica automobilistica e le applicazioni industriali ad alte prestazioni.
Principio di funzionamento del TIM L58
Il TIM L58 effettua una caratterizzazione precisa dei materiali termoconduttivi utilizzando il metodo del flusso termico in regime stazionario secondo la norma ASTM D5470. Il campione viene posizionato tra una barra di misurazione superiore riscaldata e una barra di misurazione inferiore raffreddata, mentre viene esercitata una pressione di contatto meccanica definita.
Durante la misurazione, il sistema registra continuamente il gradiente di temperatura sul campione e il conseguente flusso di calore attraverso il materiale termoconduttore.
Il TIM L58 rileva contemporaneamente diversi parametri importanti:
- Resistenza termica – La resistenza del materiale al trasferimento di calore attraverso l’interfaccia viene determinata con estrema precisione.
- Conducibilità termica – La conducibilità termica apparente del materiale TIM viene calcolata in base al flusso termico, alla differenza di temperatura e alla geometria del campione.
- Spessore del campione – Un sistema LVDT integrato ad alta risoluzione misura continuamente lo spessore effettivo del materiale durante il funzionamento.
- Comportamento dipendente dalla pressione – L’influenza della pressione di contatto sulle prestazioni termiche del materiale TIM può essere studiata in condizioni di montaggio realistiche.
Grazie alla combinazione di un controllo preciso della temperatura, una regolazione automatica della forza e la misurazione integrata dello spessore, il TIM L58 permette una caratterizzazione affidabile e riproducibile dei materiali termoconduttivi per l’elettronica, i sistemi di batterie e le applicazioni avanzate di gestione termica.
Parametri di caratterizzazione TIM
Possibilità di analizzare i materiali termoconduttori con il TIM L58:
- Resistenza termica
- Apparente conduttività termica
- Impedenza termica
- Resistenza di contatto
- Comportamento termico dipendente dalla pressione
- Comportamento termico dipendente dalla temperatura
- Potenza termica in funzione dello spessore
- Flusso termico attraverso l’interfaccia
- Invecchiamento e stabilità del ciclo
- Comportamento del materiale in funzione della pressione
Una soluzione completa per la gestione del calore – dispositivi LINSEIS complementari
LFA L52
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Panoramica su TIM L58 – Come funziona, campi di applicazione, caratteristiche e domande frequenti
Che cos'è un materiale di interfaccia termica (TIM)?
I materiali termoconduttivi (TIM) sono materiali che vengono inseriti tra due superfici a contatto per migliorare il trasferimento di calore e ridurre la resistenza termica di contatto. Tra i TIM più comuni ci sono le paste termoconduttive, i cuscinetti termoconduttivi, le pellicole termoconduttive, i materiali a cambiamento di fase e le piastre di grafite, che si usano nell’elettronica, nelle batterie e nei moduli di potenza.
Quali materiali si possono misurare con il TIM L58?
Il TIM L58 permette di caratterizzare una vasta gamma di materiali, tra cui paste termoconduttive, cuscinetti termoconduttivi, pellicole, materiali in grafite, polimeri, metalli, ceramiche e materiali a cambiamento di fase (PCM). Il sistema è progettato sia per materiali di interfaccia morbidi che solidi.
Cosa si misura secondo la norma ASTM D5470?
La norma ASTM D5470 descrive una procedura standardizzata per determinare il flusso termico in condizioni stazionarie, al fine di calcolare la resistenza termica e la conducibilità termica apparente dei materiali termoconduttivi. Il TIM L58 esegue queste misurazioni in condizioni controllate di temperatura e pressione, per ottenere risultati altamente riproducibili.
In che modo la pressione di contatto influisce sulle prestazioni del materiale termoconduttivo (TIM)?
La pressione di contatto ha un’influenza notevole sulle prestazioni termiche dei materiali termoconduttivi. Aumentando la pressione, si possono ridurre le fessure d’aria e migliorare l’adattamento delle superfici, il che porta a una minore resistenza termica e a un migliore trasferimento di calore. Con il TIM L58 puoi analizzare con precisione il comportamento termico in funzione della pressione.
Il TIM L58 può eseguire test di shock termico e invecchiamento?
Sì, il TIM L58 supporta cicli di temperatura automatizzati e test di stabilità a lungo termine. Ciò consente di valutare l’invecchiamento dei materiali, gli effetti del pump-out e l’affidabilità termica in condizioni operative realistiche.
Quanto costa un TIM L58?
Il prezzo di un sistema TIM L58 dipende dalla configurazione scelta e dalle caratteristiche opzionali, come ad esempio l’intervallo di temperatura, la configurazione della forza, il sistema di raffreddamento, le barre di misurazione intercambiabili o le estensioni software per i cicli di temperatura e i test di affidabilità. Poiché ogni sistema può essere personalizzato in base alle specifiche esigenze applicative, la configurazione finale e il prezzo possono variare.
Per un preventivo preciso, usa il nostro modulo di contatto e inserisci i dettagli della tua applicazione: il nostro team sarà lieto di creare una soluzione su misura per le tue esigenze.
Quanto ci vuole per ricevere un TIM L58?
I tempi di consegna di un sistema TIM L58 dipendono dalla configurazione scelta e dalle caratteristiche opzionali. Opzioni aggiuntive come intervalli di temperatura estesi, barre di misurazione su misura, sistemi di raffreddamento o pacchetti software avanzati per cicli di temperatura e test di affidabilità possono allungare i tempi di produzione e preparazione.
Contattaci tramite il nostro modulo di contatto per ricevere una stima precisa dei tempi di consegna, basata sulle tue specifiche esigenze applicative e di configurazione.
Qual è la differenza tra resistenza termica e conduttività termica?
La conducibilità termica descrive la capacità intrinseca di un materiale di condurre il calore, mentre la resistenza termica riflette l’effettiva resistenza al flusso di calore all’interno di un sistema di interfacce nel suo complesso. Durante il test TIM non si tiene conto solo del materiale in sé, ma anche dello spessore, della pressione di contatto e della qualità dell’interfaccia.
Software
Rendere i valori visibili e comparabili
Tutti gli strumenti termoanalitici di LINSEIS sono controllati da software. I singoli moduli software funzionano esclusivamente sui sistemi operativi Microsoft® Windows®. Il software completo è composto da tre moduli: controllo della temperatura, acquisizione dati e analisi dei dati. Il software Windows® contiene tutte le funzioni essenziali per preparare, eseguire e analizzare una misurazione termoanalitica. Grazie ai nostri specialisti ed esperti di applicazioni, LINSEIS è riuscita a sviluppare un software completo, facile da capire e da usare.
Funzioni generali
- Visualizzazione in tempo reale dei dati di misurazione
- Layout dei diagrammi e scala degli assi liberamente configurabili
- Funzioni di scalatura automatica e manuale
- Strumenti di zoom e cursore
- Funzioni di confronto e sovrapposizione delle curve
- Strumenti di analisi statistica
- Generazione automatica di report
- Esportazione dei dati in formato Excel® e ASCII
- Funzionamento multiutente
- Sicurezza dei dati in caso di interruzione di corrente
- Routine di calibrazione automatica
- Archiviazione ed esportazione dei risultati della valutazione
- Sistema di guida online integrato
- Calcoli della derivata prima e seconda
- Elaborazione flessibile dei dati e post-analisi
Funzioni per l’analisi termica
- Calcolo automatico della resistenza termica
- Determinazione della conduttività termica apparente
- Valutazione dell’impedenza termica
- Calcolo della resistenza di contatto
- Analisi termica in funzione dello spessore
- Valutazione del comportamento termico dipendente dalla pressione
- Caratterizzazione dei materiali in funzione della temperatura
Funzioni di test estese
- Misurazione automatizzata delle variazioni di temperatura
- Test di affidabilità e invecchiamento
- Test di stabilità a lungo termine
- Sequenze di misura a più stadi
- Sequenze di misurazione automatizzate
- Funzioni per i test batch
Controllo del sistema
- Controllo indipendente della temperatura superiore e inferiore
- Controllo e monitoraggio automatico della forza
- Monitoraggio continuo dello spessore con LVDT
- Visualizzazione in tempo reale dello stato di misurazione
- Esecuzione automatizzata di sequenze di test
Strumenti di qualità e validazione
- Plugin per la gestione della qualità
- Verifica della ripetibilità
- Confronto statistico delle serie di misure
- Gestione della calibrazione
- Routine di valutazione standardizzata secondo ASTM D5470
Applicazioni
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Settore automobilistico, aeronautico e spaziale
I materiali termoconduttivi (TIM) sono componenti fondamentali nei sistemi automobilistici e aerospaziali, dove una dissipazione efficiente del calore è fondamentale per le prestazioni, l’affidabilità e la durata. Migliorano il trasferimento di calore tra l’elettronica di potenza, le batterie, i sistemi di raffreddamento e i componenti strutturali, riducendo al minimo la resistenza termica di contatto alle interfacce.
Il TIM L58 permette di caratterizzare con precisione la conducibilità termica, la resistenza termica e la potenza interfacciale in condizioni realistiche di temperatura e pressione. Questo supporta lo sviluppo e l’ottimizzazione di soluzioni di gestione termica per veicoli elettrici, sistemi di batterie, avionica, tecnologia radar e altre applicazioni ad alte prestazioni che operano in condizioni ambientali difficili.
Esempio di applicazione: misurazione del Vespel (tipo 3 / a 50 °C / 1 MPa)
Misura dell’impedenza termica (conducibilità termica) di un campione di Vespel™ di 25 mm × 25 mm a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C) e con una pressione di contatto di 1 MPa. Sono stati misurati tre diversi campioni con uno spessore compreso tra 1,0 mm e 2,00 mm per determinare la conducibilità termica apparente e la resistenza termica di contatto (tramite regressione lineare).
Esempio di applicazione: misurazione in funzione della temperatura di Vespel™
Illustrazione della conducibilità termica apparente in funzione della temperatura di un campione Vespel™ di 25 mm × 25 mm nell’intervallo di temperatura compreso tra 40 °C e 150 °C a una pressione di contatto costante di 1 MPa.
Semiconduttori ed elettronica
I materiali termoconduttivi (TIM) sono componenti indispensabili nell’industria dei semiconduttori e dell’elettronica, dove una dissipazione efficiente del calore è fondamentale per le prestazioni, l’affidabilità e la durata dei componenti elettronici. Migliorano il trasferimento di calore tra componenti semiconduttori, elettronica di potenza, dissipatori di calore e involucri, riducendo al minimo la resistenza di contatto termico alle interfacce.
Il TIM L58 permette di caratterizzare con precisione la conducibilità termica, la resistenza termica e la potenza interfacciale in condizioni realistiche di temperatura e pressione. Questo supporta lo sviluppo e l’ottimizzazione di soluzioni di gestione termica per processori, semiconduttori di potenza, moduli LED, moduli di potenza, centri dati, sistemi di telecomunicazione e altre applicazioni ad alte prestazioni con requisiti sempre più elevati in termini di densità di potenza e affidabilità.
Esempio di applicazione: misurazione di un cuscinetto termoconduttivo di tipo 2 (a 50 °C)
Misura dell’impedenza termica (conducibilità termica) di un cuscinetto termoconduttivo di 25 mm × 25 mm (tipo di campione 2) a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C). Sono stati misurati tre campioni diversi con uno spessore compreso tra circa 2 mm e 4 mm per determinare la resistenza termica di contatto (tramite regressione lineare).
Esempio di applicazione: misurazione di una pasta termica viscosa di tipo 1 (a 60 °C)
Misura dell’impedenza termica (conducibilità termica effettiva) di una pasta termoconduttiva viscosa (tipo di campione 1) a 60 °C. È stato analizzato un campione con spessori nominali compresi tra 0,25 mm e 1,50 mm per quantificare il gradiente di temperatura e l’impedenza termica risultante in condizioni senza pressione.
Esempio di applicazione: test ciclico
I test di invecchiamento e il comportamento sotto carico continuo sono prove importanti per capire le prestazioni a lungo termine dei materiali TIM. Per questa caratterizzazione, il tester TIM (TIM L58) offre un plug-in software che permette di variare ciclicamente la temperatura, la distanza tra le piastre o la compressione. Durante il ciclo, tutte le proprietà come temperatura, distanza tra le piastre/spessore del campione, pressione e impedenza termica vengono monitorate continuamente per rilevare direttamente eventuali variazioni nel comportamento. L’applicazione mostra che nel test delle prestazioni è stata definita una compressione ciclica di ± 30 μm a una frequenza di 0,02 Hz a temperatura costante del campione.
La prima immagine mostra questo ciclo con la distanza tra le piastre nominale e quella rilevata in tempo reale. La seconda immagine mostra che l’impedenza termica aumenta leggermente con il numero di cicli, il che porta a prestazioni leggermente inferiori nel funzionamento a lungo termine. Queste informazioni aiutano a modellare i componenti e a stimare la durata di vita dei singoli elementi.
Ben informato
