一种基于激光的安格斯特罗姆方法,用于使用红外成像技术在平面内对等离子和异离子材料进行热特性测定

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 热管理 热管理
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 电子产品中的高热流需要具有优越导热性的材料.
• 工程散热器经常显示异性热导,使得描述变得复杂.
• 像安格斯特罗姆方法这样的现有方法通常是1D的,并且需要多个样本用于异性质材料.

研究的目的:

• 开发一种新,快速,准确的技术,用于描述薄膜和薄板的平面内热特性.
• 扩展安格斯特罗姆方法来测量同otropic 和 anisotropic 导热率.
• 为了能够更好地设计用于先进电子包的热管理解决方案.

主要方法:

• 一种非接触式红外 (IR) 热像技术,在悬浮样本的中心使用基于激光的周期性加热.
• 扩展一维的安格斯特罗姆方法和锁定温度的原则.
• 一个新的数据提取算法,不需要精确了解边界条件,通过数值模型验证.

主要成果:

• 该技术准确地提取一系列假设的异性质材料的平面内导热率,而无需事先了解它们的特性.
• 实验验证证明了该方法在同位热参考材料和异位热散热材料上的准确性.
• 根据实验和样本参数确定精度极限.

结论:

• 开发的红外热像技术提供了一种可靠的方法来表征薄膜和薄板的平面内热特性.
• 这一进步有助于开发和表征具有量身定制的异型特性的工程散热材料.
• 该技术的标准化将加速电子和半导体包装的热管理方面的创新.