热传导-TC Hot Disk应用于陶瓷基板热传导测试
Hot Disk应用于陶瓷基板热传导测试
近期不管是碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)的陶瓷散热基板，都常被应用于热工程的解决方案内。随着科技进步各式产品体积小型化、轻量化、组件功能化发展下，伴随而来的就是严重的蓄热问题，越来越多的应用透过这类薄型且绝缘的高导热散热片来解决散热的问题，实际上不管是哪种散热片都会需要做热传导系数(TC)的测试以及在耐热特性下的膨胀系数(CTE)，这对于研发抑或是质量管理上，科迈斯都具有相当的经验以及可以为客户设计一套完整的测试方法。
一般常见生产厂商认为氮化铝(AlN)膨胀系数会在4-5ppm范围内，热传导系数则是160-200 W/mＫ以上，但是日本大厂或是制造能力好的产品，一般制程不佳，产品内部孔隙、裂缝…也常见到膨胀系数太高或是热传导系数仅130 W/mK的不良品，所以利用膨胀系数仪TMA(Thermomechanical Analyzer)检测CTE或是热传导系数仪Hot Disk TPS 2500S及3500量测热传导TC，都是氮化铝材料监控质量特性的重要因素之一。基板材料也常使用在多种材料复合或是多层基材上，如果膨胀系数无法搭配，产品势必会有曲翘或是破裂问题产生。
针对陶瓷基板不论是哪种原料制成都能够精准测试出热传导系数之数值氧化铝31.59 W/mK、氮化铝166.6 W/mK以及不同配方之氮化铝 210.5 W/mK，Hot Disk在图二测试中也尝试三种不同的功率条件结果显示十分稳定，图三则是显示出在同样制程下配方比例差异上是否能够测得差异性，结果看得出来效果十分显著能够分辨从210.5 W/mK-215.1 W/mK的提升。
一般测试下热膨胀系数(CTE)或是热传导系数(TC)可以明显看出产品质量及制造能力，热传导系数的测试上许多方法都会破坏测试的样品，不过Hot Disk对应到的ISO-22007-2.2测试方法本身属于非破坏式的，测试完毕后样品还是能够继续使用，以及在测试上时间极短的特性，让研发或是品管上都有更实时的解决方案。
一般常见生产厂商认为氮化铝(AlN)膨胀系数会在4-5ppm范围内，热传导系数则是160-200 W/mＫ以上，但是日本大厂或是制造能力好的产品，一般制程不佳，产品内部孔隙、裂缝…也常见到膨胀系数太高或是热传导系数仅130 W/mK的不良品，所以利用膨胀系数仪TMA(Thermomechanical Analyzer)检测CTE或是热传导系数仪Hot Disk TPS 2500S及3500量测热传导TC，都是氮化铝材料监控质量特性的重要因素之一。基板材料也常使用在多种材料复合或是多层基材上，如果膨胀系数无法搭配，产品势必会有曲翘或是破裂问题产生。
▲图一 氧化铝测试结果
▲图二 氮化铝基板不同条件下测试结果
▲图三 不同配方之氮化铝基板差异测试
▲图二 氮化铝基板不同条件下测试结果
▲图三 不同配方之氮化铝基板差异测试
针对陶瓷基板不论是哪种原料制成都能够精准测试出热传导系数之数值氧化铝31.59 W/mK、氮化铝166.6 W/mK以及不同配方之氮化铝 210.5 W/mK，Hot Disk在图二测试中也尝试三种不同的功率条件结果显示十分稳定，图三则是显示出在同样制程下配方比例差异上是否能够测得差异性，结果看得出来效果十分显著能够分辨从210.5 W/mK-215.1 W/mK的提升。
一般测试下热膨胀系数(CTE)或是热传导系数(TC)可以明显看出产品质量及制造能力，热传导系数的测试上许多方法都会破坏测试的样品，不过Hot Disk对应到的ISO-22007-2.2测试方法本身属于非破坏式的，测试完毕后样品还是能够继续使用，以及在测试上时间极短的特性，让研发或是品管上都有更实时的解决方案。
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