LED實(shí)用指南：常見導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法比較

眾所周知，隨著溫度升高，電子器件可靠性和壽命將呈指數(shù)規(guī)律下降。對(duì)于LED產(chǎn)品和器件來說，選用導(dǎo)熱系數(shù)盡可能小的原材料是改善產(chǎn)品散熱狀況、提高產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

目前，導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試方法多種多樣，各有優(yōu)勢(shì)與局限性。本文將深入剖析兩種主流的測(cè)試方法——激光閃射法（瞬態(tài)法）與穩(wěn)態(tài)熱流法，并提供科學(xué)合理的優(yōu)選策略，以助于研究人員和工程師在實(shí)際工作中做出明智的選擇。

主流測(cè)試方法概覽

1.激光閃射法（瞬態(tài)法）

激光閃射法是一種基于瞬態(tài)原理的先進(jìn)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試技術(shù)。其核心原理是在精確控溫的爐體內(nèi)，利用激光源或閃光氙燈瞬間發(fā)射的光脈沖，均勻地照射在樣品的下表面。樣品表層吸收光能后，溫度迅速升高，形成熱端，而熱量則以一維熱傳導(dǎo)的方式向冷端（上表面）傳播。通過高精度的紅外檢測(cè)器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品上表面溫度的微小變化，從而精確計(jì)算出熱擴(kuò)散系數(shù)。進(jìn)一步結(jié)合樣品的密度和比熱容（可通過激光法或差示掃描量熱法（DSC）等方法精確測(cè)定），利用相關(guān)公式計(jì)算得出材料的熱導(dǎo)率。

2.穩(wěn)態(tài)熱流法

穩(wěn)態(tài)熱流法則是依據(jù)穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)的經(jīng)典理論，適用于測(cè)試具有兩平行等溫界面且厚度均勻的試樣。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過在試樣兩接觸界面間巧妙地施加不同的溫度，構(gòu)建起穩(wěn)定的溫度梯度，促使熱流量精準(zhǔn)地垂直穿過試樣測(cè)試表面，有效避免了側(cè)面熱擴(kuò)散的干擾。

具體操作步驟是將特定厚度的方形樣品精確地嵌入兩熱等溫的平行表面之間，利用兩接觸面的溫度差在試樣上精準(zhǔn)地施加熱梯度，確保熱流垂直且均衡地穿過測(cè)試表面，同時(shí)嚴(yán)格控制無橫向熱傳輸?shù)陌l(fā)生。設(shè)備通過精準(zhǔn)偵測(cè)流過試樣的熱流量以及熱端面和冷端面的溫度，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算，得出試樣的熱阻及導(dǎo)熱系數(shù)。

方法細(xì)致對(duì)比

測(cè)試方法優(yōu)選指南

整體而言，穩(wěn)態(tài)熱流法在測(cè)定低導(dǎo)熱材料的熱性能時(shí)展現(xiàn)出高準(zhǔn)確性和優(yōu)良重復(fù)性，但其應(yīng)用受限于較小的測(cè)試范圍和較窄的溫度域。相較之下，激光閃射法因其廣泛的測(cè)試范圍、對(duì)不同材料的適應(yīng)性強(qiáng)和較短的測(cè)試周期而受到青睞。然而，當(dāng)應(yīng)用于低導(dǎo)熱材料的測(cè)試時(shí)，激光閃射法的準(zhǔn)確性和重復(fù)性通常無法達(dá)到穩(wěn)態(tài)法的水平。

因此，在選擇適合的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法時(shí)，應(yīng)仔細(xì)評(píng)估材料屬性、測(cè)試方法的特點(diǎn)、所用裝置的性能以及具體的測(cè)試需求等多個(gè)因素，以確?？茖W(xué)和技術(shù)上的精確性。無論是選擇激光閃射法還是穩(wěn)態(tài)熱流法，金鑒實(shí)驗(yàn)室都能根據(jù)客戶的具體需求提供量身定制的解決方案。

1.材料屬性

不同的材料具有不同的熱傳導(dǎo)特性，這是選擇測(cè)試方法的首要考慮因素。對(duì)于低導(dǎo)熱材料，如導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱片、導(dǎo)熱膠等，穩(wěn)態(tài)熱流法能夠提供高精度的測(cè)試結(jié)果，確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。而對(duì)于中高導(dǎo)熱材料，如金屬、合金、陶瓷等，激光閃射法則更能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，快速準(zhǔn)確地測(cè)定其導(dǎo)熱系數(shù)，為材料的研發(fā)和應(yīng)用提供有力支持。

2.測(cè)試方法特性

每種測(cè)試方法都有其獨(dú)特的原理和操作流程，了解這些特性有助于選擇最適合的方法。激光閃射法基于瞬態(tài)原理，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試，適合對(duì)測(cè)試效率要求較高的場(chǎng)景。而穩(wěn)態(tài)熱流法基于穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)原理，測(cè)試過程相對(duì)穩(wěn)定，適合對(duì)測(cè)試精度要求極高的低導(dǎo)熱材料檢測(cè)。

3.具體測(cè)試需求

不同的測(cè)試目的和應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試精度、測(cè)試時(shí)間、樣品要求等方面有不同的要求。例如，在材料研發(fā)階段，可能需要對(duì)多種材料進(jìn)行快速篩選，此時(shí)激光閃射法的高效性就顯得尤為重要。而在產(chǎn)品質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，對(duì)低導(dǎo)熱材料的精確檢測(cè)則更依賴于穩(wěn)態(tài)熱流法的高精度。