TIM L58: Dispositivo de ensaio para materiais termicamente condutores para caraterização detalhada de TIM
O LINSEIS TIM L58 é um sistema de topo de gama para a caraterização precisa de materiais termicamente condutores (TIMs) em condições realistas de pressão e temperatura de contacto. O dispositivo permite a determinação exacta da impedância térmicaresistência térmica e condutividade térmica aparente, de acordo com a norma ASTM D5470. O TIM L58 foi desenvolvido para aplicações nas áreas de eletrónica, tecnologia de baterias, arrefecimento de semicondutores e gestão térmica avançada, e apoia a análise de sistemas viscosos TIM-viscosos, pastas, almofadas, películas, polímeros e materiais de interface metálicos. Com um controlo automático da pressão até 16 MPa, determinação integrada da espessura e uma gama de temperaturas de -30 °C a 450 °C, o sistema oferece uma flexibilidade, reprodutibilidade e precisão excepcionais de acordo com as normas da indústria.
Caraterísticas únicas
Atualização da eletrónica
A eletrónica totalmente renovada do TIM L58 garante um controlo inteligente de todos os processos de medição e assegura a máxima segurança do processo. Graças à estreita integração entre o hardware e o software LiEAP, conseguem-se resultados de medição reproduzíveis com o mínimo de esforço por parte do utilizador.
Entre as vantagens da nova eletrónica estão:
- Calibração automática
Reduz os erros de utilização e garante resultados de medição precisos a longo prazo. - Processos de medição totalmente automáticos
A medição, o controlo e a análise dos dados são controlados por software. - Perfis de medição inteligentes
Programas de temperatura, pressão e ciclos que podes definir à tua vontade. - Plataforma LiEAP integrada
Controlo unificado do hardware, do software e da análise. - Elevada fiabilidade do processo
Resultados estáveis e reproduzíveis em cada medição.
Novas funções de hardware
A plataforma de medição modular do TIM L58 foi desenvolvida para oferecer a máxima flexibilidade e a mais alta precisão. Atuadores potentes, sensores de alta resolução e componentes de medição intercambiáveis permitem uma adaptação ideal aos mais diversos materiais de interface térmica.
Entre os destaques de hardware estão:
- NOVIDADE: Blocos de medição substituíveis
Blocos de medição que o próprio utilizador pode trocar, feitos de diferentes materiais e com diferentes geometrias, para medições específicas de cada aplicação. - Tecnologia Plug-and-Play
Detecção automática de todos os dados de calibração e configuração. - Regulação automática da pressão
Forças de contacto reproduzíveis até 16 MPa. - Medição LVDT de alta resolução
Determinação precisa da espessura da amostra com uma precisão de ±5 µm. - Conceção modular do sistema
Opcionalmente com câmara de vácuo, caixa de proteção ou extensões personalizadas.
Melhorias no software
A plataforma de software TIM-L58 combina automação inteligente, controlo de processos fiável e ferramentas de análise avançadas para uma caracterização TIM eficiente e reproduzível.
Entre as vantagens da arquitetura de software otimizada estão:
- Plataforma LiEAP integrada
Controlo, análise e comunicação entre dispositivos de forma unificada num único ambiente de software. - Processos de medição automatizados
Controlo totalmente automático da pressão, da temperatura e do ciclo para uma análise reproduzível do TIM. - Análise avançada de dados
Ferramentas para visualização em tempo real, comparação de gráficos e análise estatística. - Segurança de processo fiável
Calibração automática, monitorização de termopares e tratamento seguro dos dados. - Arquitetura flexível de plug-ins
Módulos de software expansíveis para ciclos de temperatura, modulação de espessura e gestão da qualidade.
Controlo automático da pressão
O sistema de pressão eletromecânico integrado permite um controlo preciso e reproduzível da força de pressão até 16 MPa, para uma caracterização realista do TIM em condições relevantes para a aplicação.
Determinação integrada da espessura
Um sistema LVDT de alta resolução mede continuamente a espessura da amostra durante o funcionamento, garantindo cálculos extremamente precisos da resistência térmica e da condutividade térmica.
Ensaios de choque térmico e de fiabilidade
O TIM L58 suporta ciclos de temperatura automatizados e ensaios de estabilidade a longo prazo para avaliar o envelhecimento dos fluidos termocondutores, os efeitos de «pump-out» e a fiabilidade térmica em condições de carga repetidas.
Medições de acordo com ASTM D5470
O sistema realiza medições padronizadas do fluxo de calor estacionário, de acordo com a norma ASTM D5470, permitindo assim obter resultados diretamente comparáveis e reproduzíveis na caracterização de materiais de condução térmica (TIM).
Destaques
Controlo automático da pressão até 16 MPa
Medições de acordo com ASTM D5470
Sistema com blocos de medição intercambiáveis
Plataforma de software LiEAP totalmente integrada
Gama de temperaturas de -30 °C a 450 °C
Medição de espessura LVDT integrada
Caraterísticas principais
Ampla gama de temperaturas
-30 °C a 450 °C – O LINSEIS TIM L58 permite a caracterização precisa de materiais condutores de calor em condições de funcionamento realistas, numa das faixas de temperatura mais amplas disponíveis para ensaios de TIM.
Controlo automático da pressão
Até 16 MPa – O atuador eletromecânico integrado permite condições de pressão de contacto altamente reprodutíveis para uma caraterização realista de TIM.
Blocos de medição intercambiáveis
O sistema modular Meter Bar permite uma adaptação ideal a diferentes materiais TIM e intervalos de condutividade térmica. Os blocos de medição substituíveis garantem a máxima flexibilidade e a maior precisão de medição em várias aplicações.
Medições de acordo com ASTM D5470
O TIM L58 realiza medições padronizadas de fluxo de calor em regime estacionário, de acordo com a norma ASTM D5470, para obter resultados diretamente comparáveis.
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Especificações
Controlo da espessura: Determinação da espessura com uma precisão de ± 5 µm
Intervalo de temperatura: -30 °C a 450 °C
Condutividade térmica: 0,1 a 50 W/mK
Descobre o nosso potente testador TIM – desenvolvido para uma caraterização fiável e realista de materiais termicamente condutores:
- Espessura da amostra: 0,001 a 8 mm (opcionalmente até 20 mm)
- Gama de resistência da amostra: 0,005 – 500 cm²K/W
- Opções de força: 1 kN, 2 kN e 5 kN
- Compatibilidade de materiais: pastas, almofadas, folhas, polímeros, grafite, metais e cerâmicas
- Ciclos de temperatura: Ensaios automatizados de fiabilidade e envelhecimento em condições de funcionamento realistas
Método
Método para determinar o fluxo de calor estacionário (ASTM D5470)
No teste de materiais de interface térmica (Thermal Interface Material, TIM), mede-se a resistência térmica e a capacidade de transferência de calor de materiais que são colocados entre duas superfícies em contacto, em condições mecânicas e térmicas definidas. Este método dá-te uma visão direta da eficiência do transporte de calor através das interfaces – um parâmetro crucial para a eletrónica moderna, os sistemas de baterias e os componentes de potência.
Numa medição TIM, a amostra é colocada entre uma barra de medição superior aquecida e uma barra de medição inferior arrefecida. É gerado um fluxo de calor definido através do material, enquanto a pressão de contacto é controlada com precisão. O gradiente de temperatura resultante ao longo da amostra é registado continuamente e utilizado para calcular a resistência térmica e a condutividade térmica aparente.
Ao contrário dos métodos tradicionais para determinar a condutividade térmica volumétrica, o teste TIM avalia especificamente todo o comportamento da interface em condições reais de instalação. Isso inclui a influência da pressão de contacto, da espessura da amostra, da textura da superfície e da qualidade da interface no comportamento térmico global.
O sistema integrado de medição de espessura mede, em simultâneo, a espessura efetiva da amostra durante o funcionamento, garantindo assim cálculos de alta precisão e reprodutíveis – mesmo com materiais TIM macios ou compressíveis, como pastas, almofadas e películas termocondutoras.
A caracterização TIM, de acordo com a norma ASTM D5470, é essencial para o desenvolvimento de soluções avançadas de gestão térmica. Permite uma avaliação fiável dos materiais de interface térmica para o arrefecimento de semicondutores, a tecnologia de baterias, a eletrónica automóvel e aplicações industriais de alto desempenho.
Princípio de funcionamento do TIM L58
O TIM L58 faz uma caracterização precisa de materiais condutores de calor usando o método do fluxo térmico em estado estacionário, de acordo com a norma ASTM D5470. A amostra é colocada entre uma barra de medição superior aquecida e uma barra de medição inferior arrefecida, enquanto se aplica uma pressão de contacto mecânica definida.
Durante a medição, o sistema regista continuamente o gradiente de temperatura através da amostra e o fluxo de calor resultante através do material condutor de calor.
O TIM L58 mede, ao mesmo tempo, vários parâmetros importantes:
- Resistência térmica – A resistência do material à transferência de calor através da interface é determinada com grande precisão.
- Condutividade térmica – A condutividade térmica aparente do material TIM é calculada com base no fluxo de calor, na diferença de temperatura e na geometria da amostra.
- Espessura da amostra – Um sistema LVDT integrado de alta resolução mede continuamente a espessura efectiva do material durante o funcionamento.
- Comportamento dependente da pressão – A influência da pressão de contacto no desempenho térmico do material TIM pode ser investigada em condições de montagem realistas.
Graças à combinação de um controlo preciso da temperatura, um controlo automático da força e a medição integrada da espessura, o TIM L58 permite uma caracterização fiável e reproduzível de materiais de interface térmica para eletrónica, sistemas de baterias e aplicações avançadas de gestão térmica.
Parâmetros de caracterização do TIM
Possibilidades de análise de materiais condutores de calor com o TIM L58:
- Resistência térmica
- Aparente Condutividade térmica
- Impedância térmica
- Resistência de contacto
- Comportamento térmico dependente da pressão
- Comportamento térmico dependente da temperatura
- Saída térmica dependente da espessura
- Fluxo de calor através da interface
- Envelhecimento e estabilidade do ciclo
- Comportamento dos materiais em função da pressão
Uma solução completa para a gestão térmica – equipamentos LINSEIS complementares
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Visão geral do TIM L58 – Como funciona, áreas de aplicação, características e perguntas frequentes
O que é um material de interface térmica (TIM)?
Os materiais de condução térmica (TIMs) são materiais que se colocam entre duas superfícies em contacto para melhorar a transferência de calor e reduzir a resistência térmica de contacto. Entre os TIMs típicos contam-se as pastas térmicas, as almofadas térmicas, as películas térmicas, os materiais de mudança de fase e as placas de grafite, que são utilizados na eletrónica, nas baterias e nos módulos de potência.
Que materiais é que se podem medir com o TIM L58?
O TIM L58 permite caracterizar uma grande variedade de materiais, incluindo pastas termocondutoras, almofadas termocondutoras, películas, materiais de grafite, polímeros, metais, cerâmicas e materiais de mudança de fase (PCM). O sistema foi concebido tanto para materiais de interface macios como para materiais de interface sólidos.
O que é medido de acordo com a norma ASTM D5470?
A norma ASTM D5470 descreve um procedimento padronizado para determinar o fluxo de calor em estado estacionário, com o objetivo de calcular a resistência térmica e a condutividade térmica aparente de materiais condutores de calor. O TIM L58 realiza estas medições em condições controladas de temperatura e pressão, para obter resultados altamente reproduzíveis.
Como é que a pressão de contacto afeta o desempenho do material condutor de calor (TIM)?
A pressão de contacto tem uma influência significativa no desempenho térmico dos materiais condutores de calor. Ao aumentar a pressão, é possível reduzir as fendas de ar e melhorar o contacto entre as superfícies, o que resulta numa menor resistência térmica e numa melhor transferência de calor. Com o TIM L58, é possível analisar com precisão o comportamento térmico em função da pressão.
O TIM L58 pode efetuar testes de choque térmico e de envelhecimento?
Sim, o TIM L58 suporta ciclos de temperatura automatizados e testes de estabilidade a longo prazo. Isto permite a avaliação do envelhecimento do material, dos efeitos de bombeamento e da fiabilidade térmica em condições de funcionamento realistas.
Quanto custa um TIM L58?
O preço de um sistema TIM L58 depende da configuração escolhida e das características opcionais, como, por exemplo, a gama de temperaturas, a configuração de força, o sistema de arrefecimento, as barras de medição substituíveis ou as extensões de software para ciclos de temperatura e testes de fiabilidade. Como cada sistema pode ser adaptado a requisitos específicos de aplicação, a configuração final e o preço podem variar.
Para obteres um orçamento preciso, usa o nosso formulário de contacto e indica os detalhes da tua aplicação – a nossa equipa terá todo o gosto em criar uma solução à medida das tuas necessidades.
Quanto tempo demora a entrega de um TIM L58?
O prazo de entrega de um sistema TIM L58 depende da configuração escolhida e das características opcionais. Opções adicionais, como intervalos de temperatura alargados, barras de medição personalizadas, sistemas de refrigeração ou pacotes de software avançados para ciclos de temperatura e testes de fiabilidade, podem prolongar o tempo de produção e preparação.
Entra em contacto connosco através do nosso formulário de contacto para obteres uma estimativa precisa do prazo de entrega, com base nos teus requisitos específicos de aplicação e configuração.
Qual é a diferença entre resistência térmica e condutividade térmica?
A condutividade térmica descreve a capacidade intrínseca de um material para conduzir calor, enquanto a resistência térmica reflete a resistência efetiva ao fluxo de calor dentro de todo um sistema de interfaces. No teste do TIM, não se tem em conta apenas o próprio material, mas também a espessura, a pressão de contacto e a qualidade da interface.
Software
Tornar os valores visíveis e comparáveis
Todos os equipamentos termoanalíticos da LINSEIS são controlados por software. Os diferentes módulos de software funcionam exclusivamente em sistemas operativos Microsoft® Windows®. O software completo é composto por três módulos: regulação da temperatura, recolha de dados e análise de dados. O software Windows® contém todas as funções essenciais para a preparação, execução e análise de uma medição termoanalítica. Graças aos nossos especialistas e peritos em aplicações, a LINSEIS conseguiu desenvolver um software abrangente, fácil de compreender e de utilizar.
Funções gerais
- Visualização em tempo real dos dados de medição
- Layouts de diagramas e escalas de eixos livremente configuráveis
- Funções de escalonamento automático e manual
- Ferramentas de zoom e cursor
- Comparação de curvas e funções de sobreposição
- Ferramentas de análise estatística
- Geração automática de relatórios
- Exportação de dados para os formatos Excel® e ASCII
- Funcionamento multi-utilizador
- Segurança dos dados em caso de falha de energia
- Rotinas de calibração automática
- Armazenamento e exportação dos resultados da avaliação
- Sistema de ajuda online integrado
- Cálculos da primeira e segunda derivadas
- Processamento de dados e pós-análise flexíveis
Funções para análise térmica
- Cálculo automático da resistência térmica
- Determinação da condutividade térmica aparente
- Avaliação da impedância térmica
- Cálculo da resistência de contacto
- Análise térmica dependente da espessura
- Avaliação do comportamento térmico dependente da pressão
- Caracterização de materiais em função da temperatura
Funções de teste alargadas
- Medições automatizadas de alterações de temperatura
- Ensaios de fiabilidade e de envelhecimento
- Testes de estabilidade a longo prazo
- Sequências de medição em várias fases
- Sequências de medição automatizadas
- Funções para ensaios em lote
Controlo do sistema
- Controlo independente da temperatura superior e inferior
- Controlo e monitorização automáticos da força
- Monitorização contínua da espessura com LVDT
- Visualização em tempo real do estado da medição
- Execução automatizada de sequências de teste
Ferramentas de qualidade e validação
- Plugin para a gestão da qualidade
- Verificação da repetibilidade
- Comparação estatística de séries de medições
- Gestão da calibração
- Rotinas de avaliação normalizadas de acordo com a norma ASTM D5470
Aplicações
Powered by Bioz
Automóvel, aeronáutica e aeroespacial
Os materiais de condução térmica (TIMs) são componentes essenciais em sistemas automóveis e aeroespaciais, nos quais uma dissipação de calor eficiente é fundamental para o desempenho, a fiabilidade e a vida útil. Eles melhoram a transferência de calor entre a eletrónica de potência, as baterias, os sistemas de arrefecimento e os componentes estruturais, minimizando a resistência de contacto térmico nas interfaces.
O TIM L58 permite caracterizar com precisão a condutividade térmica, a resistência térmica e o desempenho na interface em condições realistas de temperatura e pressão. Isto ajuda no desenvolvimento e na otimização de soluções de gestão térmica para veículos elétricos, sistemas de baterias, aviónica, tecnologia de radar e outras aplicações de alto desempenho que funcionam em condições ambientais exigentes.
Exemplo de aplicação: medição de Vespel (tipo 3 / a 50 °C / 1 MPa)
Medição da impedância térmica (condutividade térmica) de uma amostra de Vespel™ com 25 mm × 25 mm a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C) e uma pressão de contacto de 1 MPa. Foram medidas três amostras diferentes com espessuras entre 1,0 mm e 2,00 mm, para determinar a condutividade térmica aparente e a resistência de contacto térmico (através de regressão linear).
Exemplo de aplicação: Medição dependente da temperatura do Vespel™
Ilustração da condutividade térmica aparente dependente da temperatura de uma amostra de Vespel™ de 25 mm × 25 mm na gama de temperaturas de 40 °C a 150 °C a uma pressão de contacto constante de 1 MPa.
Semicondutores e eletrónica
Os materiais de condução térmica (TIMs) são componentes indispensáveis na indústria de semicondutores e eletrónica, onde uma dissipação de calor eficiente é fundamental para o desempenho, a fiabilidade e a vida útil dos conjuntos eletrónicos. Eles melhoram a transferência de calor entre componentes semicondutores, eletrónica de potência, dissipadores de calor e caixas, minimizando a resistência de contacto térmico nas interfaces.
O TIM L58 permite caracterizar com precisão a condutividade térmica, a resistência térmica e o desempenho da interface em condições realistas de temperatura e pressão. Isto ajuda no desenvolvimento e na otimização de soluções de gestão térmica para processadores, semicondutores de potência, módulos LED, módulos de potência, centros de dados, sistemas de telecomunicações e outras aplicações de alto desempenho com requisitos cada vez mais exigentes em termos de densidade de potência e fiabilidade.
Exemplo de aplicação: medição de uma almofada térmica do tipo 2 (a 50 °C)
Medição da impedância térmica (condutividade térmica) de uma almofada termocondutora com 25 mm × 25 mm (tipo de amostra 2) a 50 °C (TH = 70 °C, TC = 30 °C). Foram medidas três amostras diferentes com uma espessura entre cerca de 2 mm e 4 mm, para determinar a resistência de contacto térmico (por meio de regressão linear).
Exemplo de aplicação: Medição de uma pasta térmica viscosa do tipo 1 (a 60 °C)
Medição da impedância térmica (condutividade térmica efetiva) de uma pasta térmica viscosa (tipo de amostra 1) a 60 °C. Foi analisada uma amostra com espessuras nominais entre 0,25 mm e 1,50 mm, para quantificar o gradiente de temperatura e a impedância térmica resultante em condições sem pressão.
Exemplo de aplicação: Teste de ciclos
Os ensaios de envelhecimento e o comportamento sob carga contínua são testes importantes para perceber o desempenho a longo prazo dos materiais TIM. Para esta caracterização, o testador TIM (TIM L58) oferece um plug-in de software que permite alterar ciclicamente a temperatura, a distância entre as placas ou a compressão. Durante o ciclo, todas as características, como a temperatura, a distância entre as placas/espessura da amostra, a pressão e a impedância térmica, são monitorizadas continuamente para registar diretamente as alterações no comportamento. A aplicação mostra que, no teste de desempenho, foi definida uma compressão cíclica de ± 30 μm a uma frequência de 0,02 Hz, com a temperatura da amostra constante.
A primeira imagem mostra este ciclo com a distância entre placas nominal e a registada em tempo real. A segunda imagem mostra que a impedância térmica aumenta ligeiramente com o número de ciclos, o que leva a um desempenho ligeiramente inferior em funcionamento prolongado. Esta informação ajuda na modelação de componentes e na estimativa da vida útil de cada um deles.
Bem informado
