TIM-Tester
TIM-TesterDer ZFW TIM-Tester ist ein präzises Messsystem zur Untersuchung von thermischen und mechanischen Eigenschaften unterschiedlicher Materialien. Entwickelt wurde das Gerät für die Charakterisierung von thermischen Interfacematerialien. Daneben können aber auch viskose, pastöse und feste Probenkörper untersucht werden. Mit diesem Messgerät sind nicht initiale Stoff-und Effektivwerte im Milli-und Mikrometerbereich möglich. Weiterhin besteht die Möglichkeit Alterungs-und Zuverlässigkeitsuntersuchungen durchzuführen, um so realitätsnah Pump-und Bleedout-Effekte abzubilden.
Beispiel 1: Stoff-und Effektivwertebestimmung
Um thermische Charakterisierungen vergleichbar und objektiv durchzuführen, bietet die ASTM D5470 eine gute Grundlage. Beschrieben wird zum einen das Vorgehen zur Ermittlung von Stoffwerten wie die Bulk-Wärmeleitfähigkeit mittels linearer Regression. Weiterhin wird die Messung von realitätsnahen Effektivwerten beschrieben, welche von verschiedenen in der Praxis relevanten Parametern wie die Oberflächenrauheit, Schichtdicke, thermische Kontaktwiderstände, etc. abhängen. Der thermische Kontaktwiderstand ergibt sich aus der Extrapolation auf die y-Achse.
Beispiel 2: Abhängigkeit von der Flächenpressung
Ein entscheidender Parameter für die thermische Anbindung eines thermischen Interfacematerials, wie bspw. ein GapPad, an eine angrenzende Kontaktfläche, ist die Flächenpressung. Diese Flächenkraft, mit welcher ein thermisches Interface beaufschlagt wird, ist essenziell für die Performance dieser thermischen Kontaktstelle. Durch eine Erhöhung der Flächenpressung auf das Interface wird zum einen der thermische Kontaktwiderstand verringert. Zum anderen wird die Schichtdicke (Bondlinethickness) des verwendeten thermischen Interfacematerials reduziert. Hier können starke Sensitivitäten auftreten.
Beispiel 3: Untersuchung von Ausfallmechanismen
Beim Einsatz von thermischen Interfacematerialien ist neben der Kenntnis von Initialwerten auch das Alterungsverhalten der Materialien von großer Wichtigkeit. Die Reduktion von thermischer Performance, hervorgerufen durch Alterungseffekte und alterungsbedingte Ausfallmechanismen kann, je nach Mechanismus, mit unterschiedlichsten Tests abgeprüft werden. Bei thermisch induzierten Spaltänderungen wie sie beim Aufheizen und Abkühlen entstehen, können Mechanismen wie Materialdelaminationvon den Grenzflächen oder sog. Pump-Out-Effekte zum Tragen kommen.Diese Effekte können mit zyklischer Spaltvariation bei gleichzeitiger Messung von thermischen und mechanischen Werten untersucht werden. Nach einer variablen Anzahl von Betriebszyklen können stationäre thermische Wert aufgezeichnet werden. So kann eine prozentuale Veränderung der thermischen Performance des Interface‘ ermittelt werden, um so die Alterung des Materials zu bewerten.