TIM L58: Prüfgerät für Wärmeleitmaterialien zur detaillierten Charakterisierung von TIM
Der LINSEIS TIM L58 ist ein High-End-System zur präzisen Charakterisierung von Wärmeleitmaterialien (TIMs) unter realistischen Kontaktdruck- und Temperaturbedingungen. Das Gerät ermöglicht die genaue Bestimmung der Wärmeimpedanz, des Wärmewiderstands und der scheinbaren Wärmeleitfähigkeit gemäß der Norm ASTM D5470. Der TIM L58 wurde für Anwendungen in den Bereichen Elektronik, Batterietechnik, Halbleiterkühlung und fortschrittliches Wärmemanagement entwickelt und unterstützt die Analyse von viskosen TIM-Pasten, Pads, Folien, Polymeren und metallischen Schnittstellenmaterialien. Mit einer automatischen Druckregelung bis zu 16 MPa, integrierter Dickenbestimmung und einem Temperaturbereich von -30 °C bis 450 °C bietet das System herausragende Flexibilität, Reproduzierbarkeit und Präzision auf Industriestandard.
Unique Features
Elektronik-Upgrade
Die vollständig überarbeitete Elektronik des TIM L58 sorgt für eine intelligente Steuerung aller Messabläufe und gewährleistet höchste Prozesssicherheit. Durch die enge Verzahnung von Hardware und LiEAP-Software werden reproduzierbare Messergebnisse bei minimalem Bedienaufwand erreicht.
Zu den Vorteilen der neuen Elektronik gehören:
- Automatische Kalibrierung
Reduziert Bedienfehler und gewährleistet dauerhaft präzise Messergebnisse. - Vollautomatische Messabläufe
Messung, Regelung und Datenauswertung erfolgen softwaregesteuert. - Intelligente Messprofile
Frei definierbare Temperatur-, Druck- und Zyklusprogramme. - Integrierte LiEAP-Plattform
Einheitliche Steuerung von Hardware, Software und Auswertung. - Hohe Prozesssicherheit
Stabile und reproduzierbare Ergebnisse bei jeder Messung.
Neue Hardware-Funktionen
Die modulare Messplattform des TIM L58 wurde für maximale Flexibilität und höchste Präzision entwickelt. Leistungsstarke Aktoren, hochauflösende Sensorik und austauschbare Messkomponenten ermöglichen die optimale Anpassung an unterschiedlichste Thermal Interface Materials.
Zu den Hardware-Highlights gehören:
- NEW: Austauschbare Messblöcke
Benutzerwechselbare Messblöcke aus unterschiedlichen Materialien und Geometrien für anwendungsspezifische Messungen. - Plug-and-Play-Technologie
Automatische Erkennung aller Kalibrier- und Konfigurationsdaten. - Automatische Druckregelung
Reproduzierbare Kontaktkräfte bis 16 MPa. - Hochauflösende LVDT-Messung
Präzise Bestimmung der Probendicke bis ±5 µm. - Modulares Systemdesign
Optional mit Vakuumkammer, Safety Housing oder kundenspezifischen Erweiterungen.
Softwareverbesserungen
Die TIM-L58-Softwareplattform vereint intelligente Automatisierung, zuverlässige Prozesssteuerung und fortschrittliche Auswertungswerkzeuge für eine effiziente und reproduzierbare TIM-Charakterisierung.
Zu den Vorteilen der optimierten Softwarearchitektur gehören:
- Integrierte LiEAP-Plattform
Einheitliche Steuerung, Auswertung und Gerätekommunikation in einer Softwareumgebung. - Automatisierte Messabläufe
Vollautomatische Druck-, Temperatur- und Zyklussteuerung für eine reproduzierbare TIM-Analyse. - Fortschrittliche Datenauswertung
Tools für Echtzeit-Visualisierung, Kurvenvergleich und statistische Analyse. - Zuverlässige Prozesssicherheit
Automatische Kalibrierung, Thermoelementüberwachung und geschützter Datenumgang. - Flexible Plugin-Architektur
Erweiterbare Softwaremodule für Temperaturzyklen, Dickenmodulation und Qualitätsmanagement.
Automatische Druckregelung
Das integrierte elektromechanische Drucksystem ermöglicht eine präzise und reproduzierbare Regelung der Anpresskraft bis zu 16 MPa für eine realistische TIM-Charakterisierung unter anwendungsrelevanten Bedingungen.
Integrierte Dickenbestimmung
Ein hochauflösendes LVDT-System misst während des Betriebs kontinuierlich die Probendicke und gewährleistet so äußerst genaue Berechnungen des Wärmewiderstands und der Wärmeleitfähigkeit.
Temperaturwechsel- und Zuverlässigkeitsprüfungen
Das TIM L58 unterstützt automatisierte Temperaturzyklen und Untersuchungen zur Langzeitstabilität zur Bewertung der Alterung von Wärmeleitmitteln, von „Pump-out“-Effekten und der thermischen Zuverlässigkeit unter wiederholten Belastungsbedingungen.
Messungen gemäß ASTM D5470
Das System führt standardisierte Messungen des stationären Wärmeflusses gemäß ASTM D5470 durch und ermöglicht so direkt vergleichbare und reproduzierbare Ergebnisse bei der Charakterisierung von Wärmeleitmaterialien (TIM).
Highlights
Automatische Druckregelung bis zu 16 MPa
Messungen gemäß ASTM D5470
System mit austauschbaren Messblöcken
Vollständig integrierte LiEAP-Softwareplattform
Temperaturbereich von -30 °C bis 450 °C
Integrierte LVDT-Dickenmessung
Key Features
Großer Temperaturbereich
-30 °C bis 450 °C – Das LINSEIS TIM L58 ermöglicht die präzise Charakterisierung von Wärmeleitmaterialien unter realistischen Betriebsbedingungen über einen der breitesten Temperaturbereiche, die für TIM-Prüfungen verfügbar sind.
Automatische Druckregelung
Bis zu 16 MPa – Der integrierte elektromechanische Stellantrieb ermöglicht hochgradig reproduzierbare Anpressdruckbedingungen für eine realistische TIM-Charakterisierung.
Austauschbare Messblöcke
Das modulare Meter Bar-System ermöglicht die optimale Anpassung an unterschiedliche TIM-Materialien und Wärmeleitfähigkeitsbereiche. Austauschbare Messblöcke sorgen für maximale Flexibilität und höchste Messgenauigkeit bei verschiedenen Anwendungen.
Messungen gemäß ASTM D5470
Das TIM L58 führt standardisierte stationäre Wärmeflussmessungen gemäß ASTM D5470 durch, um direkt vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.
Fragen? Rufen Sie uns einfach an!
+49 (0) 9287/880 0
Donnerstag von 8-16 Uhr erreichbar
und Freitag von 8-12 Uhr.
Wir sind für Sie da!
Spezifikationen
Dicke-Kontrolle: Dickenbestimmung mit einer Genauigkeit von ± 5 µm
Temperaturbereich: -30 °C bis 450 °C
Wärmeleitfähigkeit: 0,1 bis 50 W/mK
Entdecken Sie unseren leistungsstarken TIM-Tester – entwickelt für eine zuverlässige und realistische Charakterisierung von Wärmeleitmaterialien:
- Probendicke: 0,001 bis 8 mm (optional bis zu 20 mm)
- Widerstandsbereich der Probe: 0,005 – 500 cm²K/W
- Kraftoptionen: 1 kN, 2 kN und 5 kN
- Materialkompatibilität: Pasten, Pads, Folien, Polymere, Graphit, Metalle und Keramiken
- Temperaturzyklen: Automatisierte Zuverlässigkeits- und Alterungsuntersuchungen unter realistischen Betriebsbedingungen
Methode
Methode zur Bestimmung des stationären Wärmeflusses (ASTM D5470)
Bei der Prüfung von Wärmeleitmaterialien (Thermal Interface Material, TIM) werden der Wärmewiderstand und die Wärmeübertragungsleistung von Materialien gemessen, die unter definierten mechanischen und thermischen Bedingungen zwischen zwei aneinanderstoßenden Oberflächen angeordnet sind. Das Verfahren liefert direkte Einblicke in die Effizienz des Wärmetransports über Grenzflächen hinweg – ein entscheidender Parameter für moderne Elektronik, Batteriesysteme und Leistungsbauelemente.
Bei einer TIM-Messung wird die Probe zwischen einer beheizten oberen Messleiste und einer gekühlten unteren Messleiste positioniert. Durch das Material wird ein definierter Wärmefluss erzeugt, während der Anpressdruck präzise geregelt wird. Der daraus resultierende Temperaturgradient über die Probe wird kontinuierlich aufgezeichnet und zur Berechnung des Wärmewiderstands und der scheinbaren Wärmeleitfähigkeit herangezogen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden zur Bestimmung der Volumewärmeleitfähigkeit bewertet die TIM-Prüfung gezielt das gesamte Grenzflächenverhalten unter realistischen Einbaubedingungen. Dazu gehört der Einfluss von Anpressdruck, Probendicke, Oberflächenbeschaffenheit und Grenzflächenqualität auf das gesamte thermische Verhalten.
Das integrierte System zur Dickenbestimmung misst während des Betriebs gleichzeitig die effektive Probendicke und gewährleistet so hochpräzise und reproduzierbare Berechnungen – selbst bei weichen oder komprimierbaren TIM-Materialien wie Wärmeleitpasten, -pads und -folien.
Die TIM-Charakterisierung gemäß ASTM D5470 ist für die Entwicklung fortschrittlicher Wärmemanagement-Lösungen unverzichtbar. Sie ermöglicht eine zuverlässige Bewertung von thermischen Schnittstellenmaterialien für die Halbleiterkühlung, die Batterietechnik, die Automobilelektronik und industrielle Hochleistungsanwendungen.
Funktionsprinzip des TIM L58
Das TIM L58 führt eine präzise Charakterisierung von Wärmeleitmaterialien mithilfe der Steady-State-Wärmeflussmethode gemäß ASTM D5470 durch. Die Probe wird zwischen einer beheizten oberen Messleiste und einer gekühlten unteren Messleiste positioniert, während ein definierter mechanischer Anpressdruck ausgeübt wird.
Während der Messung erfasst das System kontinuierlich den Temperaturgradienten über die Probe hinweg sowie den daraus resultierenden Wärmefluss durch das Wärmeleitmaterial.
Das TIM L58 ermittelt gleichzeitig mehrere wichtige Messgrößen:
- Wärmewiderstand – Der Widerstand des Materials gegen die Wärmeübertragung über die Grenzfläche wird mit hoher Präzision bestimmt.
- Wärmeleitfähigkeit – Die scheinbare Wärmeleitfähigkeit des TIM-Materials wird auf der Grundlage des Wärmeflusses, der Temperaturdifferenz und der Probengeometrie berechnet.
- Probendicke – Ein integriertes hochauflösendes LVDT-System misst während des Betriebs kontinuierlich die effektive Dicke des Materials.
- Druckabhängiges Verhalten – Der Einfluss des Anpressdrucks auf die thermische Leistung des TIM-Materials kann unter realistischen Montagebedingungen untersucht werden.
Durch die Kombination aus präziser Temperaturregelung, automatischer Kraftregelung und integrierter Dickenbestimmung ermöglicht das TIM L58 eine zuverlässige und reproduzierbare Charakterisierung von thermischen Schnittstellenmaterialien für Elektronik, Batteriesysteme und fortschrittliche Wärmemanagement-Anwendungen.
Messgrößen bei der TIM-Charakterisierung
Möglichkeiten der Analyse von Wärmeleitmaterialien mit dem TIM L58:
- Wärmewiderstand
- Scheinbare Wärmeleitfähigkeit
- Wärmeimpedanz
- Kontaktwiderstand
- Druckabhängiges thermisches Verhalten
- Temperaturabhängiges thermisches Verhalten
- Dickenabhängige thermische Leistung
- Wärmefluss durch die Grenzfläche
- Alterungs- und Zyklenstabilität
- Druckabhängiges Materialverhalten
Eine umfassende Lösung für das Wärmemanagement – ergänzende LINSEIS-Geräte
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TIM L58 im Überblick – Funktionsweise, Anwendungsbereiche, Merkmale und häufig gestellte Fragen
Was ist ein Wärmeleitmaterial (TIM)?
Wärmeleitmaterialien (TIMs) sind Materialien, die zwischen zwei aneinanderstoßenden Oberflächen eingebracht werden, um die Wärmeübertragung zu verbessern und den thermischen Kontaktwiderstand zu verringern. Zu den typischen TIMs zählen Wärmeleitpasten, Wärmeleitpads, Wärmeleitfolien, Phasenwechselmaterialien und Graphitplatten, die in der Elektronik, in Batterien und in Leistungsmodulen zum Einsatz kommen.
Welche Materialien lassen sich mit dem TIM L58 messen?
Der TIM L58 unterstützt die Charakterisierung einer Vielzahl von Materialien, darunter Wärmeleitpasten, Wärmeleitpads, Folien, Graphitmaterialien, Polymere, Metalle, Keramiken und Phasenwechselmaterialien (PCM). Das System ist sowohl für weiche als auch für feste Grenzflächenmaterialien ausgelegt.
Was wird gemäß ASTM D5470 gemessen?
Die Norm ASTM D5470 beschreibt ein standardisiertes Verfahren zur Bestimmung des Wärmeflusses im stationären Zustand zur Ermittlung des Wärmewiderstands und der scheinbaren Wärmeleitfähigkeit von Wärmeleitmaterialien. Der TIM L58 führt diese Messungen unter kontrollierten Temperatur- und Druckbedingungen durch, um hochgradig reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Wie wirkt sich der Anpressdruck auf die Leistung des Wärmeleitmaterials (TIM) aus?
Der Anpressdruck hat einen erheblichen Einfluss auf die thermische Leistung von Wärmeleitmaterialien. Durch Erhöhung des Drucks lassen sich Luftspalten verringern und die Oberflächenanpassung verbessern, was zu einem geringeren Wärmewiderstand und einer besseren Wärmeübertragung führt. Mit dem TIM L58 lässt sich das druckabhängige thermische Verhalten präzise untersuchen.
Kann der TIM L58 Temperaturwechsel- und Alterungstests durchführen?
Ja. Der TIM L58 unterstützt automatisierte Temperaturzyklen und Untersuchungen zur Langzeitstabilität. Dies ermöglicht die Bewertung der Materialalterung, von Pump-out-Effekten und der thermischen Zuverlässigkeit unter realistischen Betriebsbedingungen.
Was kostet ein TIM L58?
Der Preis eines TIM L58-Systems hängt von der gewählten Konfiguration und den optionalen Ausstattungsmerkmalen ab, wie beispielsweise dem Temperaturbereich, der Kraftkonfiguration, dem Kühlsystem, austauschbaren Messleisten oder Softwareerweiterungen für Temperaturzyklen und Zuverlässigkeitsprüfungen. Da jedes System auf spezifische Anwendungsanforderungen zugeschnitten werden kann, können die endgültige Konfiguration und der Preis variieren.
Für ein genaues Angebot nutzen Sie bitte unser Kontaktformular und geben Sie Ihre Anwendungsdetails an – unser Team erstellt gerne eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Anforderungen.
Wie lange ist die Lieferzeit für einen TIM L58?
Die Lieferzeit für ein TIM L58-System hängt von der gewählten Konfiguration und den optionalen Ausstattungsmerkmalen ab. Zusätzliche Optionen wie erweiterte Temperaturbereiche, maßgeschneiderte Messleisten, Kühlsysteme oder erweiterte Softwarepakete für Temperaturzyklen und Zuverlässigkeitsprüfungen können die Produktions- und Vorbereitungszeit verlängern.
Bitte kontaktieren Sie uns über unser Kontaktformular, um eine genaue Schätzung der Lieferzeit zu erhalten, die auf Ihren spezifischen Anwendungs- und Konfigurationsanforderungen basiert.
Was ist der Unterschied zwischen Wärmewiderstand und Wärmeleitfähigkeit?
Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt die intrinsische Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten, während der Wärmewiderstand den tatsächlichen Widerstand gegen den Wärmefluss innerhalb eines gesamten Grenzflächensystems widerspiegelt. Bei der TIM-Prüfung werden nicht nur das Material selbst, sondern auch die Dicke, der Anpressdruck und die Qualität der Grenzfläche berücksichtigt.
Software
Werte sichtbar und vergleichbar machen
Alle thermoanalytischen Geräte von LINSEIS sind softwaregesteuert. Die einzelnen Softwaremodule laufen ausschließlich unter Microsoft® Windows®-Betriebssystemen. Die komplette Software besteht aus drei Modulen: Temperaturregelung, Datenerfassung und Datenauswertung. Die Windows®-Software enthält alle wesentlichen Funktionen zur Vorbereitung, Durchführung und Auswertung einer thermoanalytischen Messung. Dank unserer Spezialisten und Anwendungsexperten konnte LINSEIS eine umfassende, leicht verständliche und benutzerfreundliche Software entwickeln.
Allgemeine Funktionen
- Echtzeit-Visualisierung der Messdaten
- Frei konfigurierbare Diagrammlayouts und Achsenskalierung
- Automatische und manuelle Skalierungsfunktionen
- Zoom- und Cursor-Werkzeuge
- Kurvenvergleichs- und Überlagerungsfunktionen
- Statistische Auswertungswerkzeuge
- Automatische Berichterstellung
- Datenexport in Excel®- und ASCII-Formate
- Mehrbenutzerbetrieb
- Datensicherheit bei Stromausfall
- Automatische Kalibrierungsroutinen
- Speicherung und Export von Auswertungsergebnissen
- Integriertes Online-Hilfesystem
- Berechnungen der ersten und zweiten Ableitung
- Flexible Datenverarbeitung und Nachanalyse
Funktionen zur thermischen Analyse
- Automatische Berechnung des thermischen Widerstands
- Bestimmung der scheinbaren Wärmeleitfähigkeit
- Bewertung der thermischen Impedanz
- Berechnung des Kontaktwiderstands
- Dickenabhängige thermische Analyse
- Bewertung des druckabhängigen thermischen Verhaltens
- Temperaturabhängige Materialcharakterisierung
Erweiterte Testfunktionen
- Automatisierte Temperaturwechselmessungen
- Zuverlässigkeits- und Alterungsuntersuchungen
- Langzeitstabilitätstests
- Mehrstufige Messsequenzen
- Automatisierte Messabläufe
- Funktionen für Batch-Tests
Systemsteuerung
- Unabhängige Regelung der Ober- und Untertemperatur
- Automatische Kraftregelung und -überwachung
- Kontinuierliche Dickenüberwachung mittels LVDT
- Echtzeit-Anzeige des Messstatus
- Automatisierte Ausführung von Testsequenzen
Qualitäts- und Validierungstools
- Plugin für das Qualitätsmanagement
- Überprüfung der Wiederholbarkeit
- Statistischer Vergleich von Messreihen
- Kalibrierungsmanagement
- Standardisierte Auswertungsroutinen nach ASTM D5470
Applikationen
Automotive, Luft- und Raumfahrt
Wärmeleitmaterialien (TIMs) sind wesentliche Komponenten in Automobil- und Luft- und Raumfahrtsystemen, in denen eine effiziente Wärmeableitung entscheidend für Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer ist. Sie verbessern die Wärmeübertragung zwischen Leistungselektronik, Batterien, Kühlsystemen und Strukturkomponenten, indem sie den thermischen Kontaktwiderstand an den Grenzflächen minimieren.
Der TIM L58 ermöglicht die präzise Charakterisierung von Wärmeleitfähigkeit, Wärmewiderstand und Grenzflächenleistung unter realistischen Temperatur- und Druckbedingungen. Dies unterstützt die Entwicklung und Optimierung von Wärmemanagementlösungen für Elektrofahrzeuge, Batteriesysteme, Avionik, Radartechnik und andere Hochleistungsanwendungen, die unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen betrieben werden.
Anwendungsbeispiel: Messung von Vespel (Typ 3 / bei 50 °C / 1 MPa)
Messung der thermischen Impedanz (Wärmeleitfähigkeit) einer 25 mm × 25 mm großen Vespel™-Probe bei 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C) und einem Anpressdruck von 1 MPa. Es wurden drei verschiedene Proben mit einer Dicke zwischen 1,0 mm und 2,00 mm gemessen, um die scheinbare Wärmeleitfähigkeit und den thermischen Kontaktwiderstand (mittels linearer Regression) zu bestimmen.
Anwendungsbeispiel: Temperaturabhängige Messung von Vespel™
Darstellung der temperaturabhängigen scheinbaren Wärmeleitfähigkeit einer 25 mm × 25 mm großen Vespel™-Probe im Temperaturbereich von 40 °C bis 150 °C bei einem konstanten Anpressdruck von 1 MPa.
Halbleiter & Elektronik
Wärmeleitmaterialien (TIMs) sind unverzichtbare Komponenten in der Halbleiter- und Elektronikindustrie, wo eine effiziente Wärmeableitung entscheidend für Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer elektronischer Baugruppen ist. Sie verbessern die Wärmeübertragung zwischen Halbleiterbauelementen, Leistungselektronik, Kühlkörpern und Gehäusen, indem sie den thermischen Kontaktwiderstand an den Grenzflächen minimieren.
Der TIM L58 ermöglicht die präzise Charakterisierung von Wärmeleitfähigkeit, Wärmewiderstand und Grenzflächenleistung unter realistischen Temperatur- und Druckbedingungen. Dies unterstützt die Entwicklung und Optimierung von Wärmemanagementlösungen für Prozessoren, Leistungshalbleiter, LED-Module, Leistungsmodule, Rechenzentren, Telekommunikationssysteme und weitere Hochleistungsanwendungen mit steigenden Anforderungen an Leistungsdichte und Zuverlässigkeit.
Anwendungsbeispiel: Messung eines Wärmeleitpads vom Typ 2 (bei 50 °C)
Messung der thermischen Impedanz (Wärmeleitfähigkeit) eines 25 mm × 25 mm großen wärmeleitenden Pads (Probenart 2) bei 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C). Es wurden drei verschiedene Proben mit einer Dicke zwischen ca. 2 mm und 4 mm gemessen, um den thermischen Kontaktwiderstand (mittels linearer Regression) zu bestimmen.
Anwendungsbeispiel: Messung einer viskosen Wärmeleitpaste vom Typ 1 (bei 60 °C)
Messung der thermischen Impedanz (effektive Wärmeleitfähigkeit) einer viskosen Wärmeleitpaste (Probenart 1) bei 60 °C. Eine Probe mit Nennstärken zwischen 0,25 mm und 1,50 mm wurde analysiert, um den Temperaturgradienten und die daraus resultierende thermische Impedanz unter drucklosen Bedingungen zu quantifizieren.
Anwendungsbeispiel: Zyklustest
Alterungsuntersuchungen und das Verhalten unter Dauerbelastung sind wichtige Tests, um die Langzeitleistung von TIM-Materialien zu verstehen. Für diese Charakterisierung bietet der TIM-Tester (TIM L58) ein Software-Plug-in, mit dem entweder die Temperatur, der Spaltabstand oder die Kompression zyklisch verändert werden können. Während des Zyklus werden alle Eigenschaften wie Temperatur, Spaltabstand/Probendicke, Druck und thermische Impedanz kontinuierlich überwacht, um Veränderungen im Verhalten direkt zu erfassen. Die Anwendung zeigt, dass im Leistungstest eine zyklische Kompression von ± 30 μm bei einer Frequenz von 0,02 Hz bei konstanter Probentemperatur definiert wurde.
Das erste Bild zeigt diesen Zyklus mit dem Nenn- und dem live erfassten Spaltabstand. Das zweite Bild zeigt, dass die thermische Impedanz mit der Anzahl der Zyklen leicht ansteigt, was zu einer leicht geringeren Leistung im Langzeitbetrieb führt. Diese Informationen helfen bei der Modellierung von Bauelementen und der Abschätzung der Lebensdauer einzelner Bauteile.
Bestens informiert
