1.本发明属于导热界面材料可靠性测试领域，具体为一种检测导热界面材料渗油特性的装置及方法。
背景技术：2.导热界面材料常用于大功率发热电子元器件与其散热器之间的热传导，具有高导热、低热阻、填充性好的优点,包含导热硅脂、导热凝胶、导热粘接胶、导热垫片等。但由于这类材料固化程度较低，内部含有一定量的游离油，如矿物油、硅油、合成油等，在一定压力和温度下使用时，这些游离态的油会扩散至器件表面，造成污染，导致导热变差、导电降低、寿命降低、基材腐蚀、光学器件透光率下降等系列问题。因此，在使用导热界面材料时，其渗油率是一个重要的指标。
3.业界目前常用的渗油率测试方法是质量法，即通过吸油纸或滤网等装置，在一定温度及压力下，使游离油从导热硅脂/凝胶中扩散出来，称量质量来计算渗油率。这种方法存在的问题是导热膏体容易吸附在测试工装上，测试数值偏差极大，而且测试用量不同，渗油率的数值也有很大差异。尤其是针对低粘度低渗油率低界面厚度的高性能导热界面材料，这种测试方法的误差极大，极容易造成材料使用人员的误判。
技术实现要素：4.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种简单直观、高效准确的检测导热界面材料渗油特性的装置及方法。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.s1、制作测试工装装置，将多层吸油纸(3)放入到下托板(2)的上表面，将待测样品(6)放入到吸油纸(3)上，在下托板(2)边缘处放入限厚部件(4)，在限厚部件(4)上放入上透明盖板(1)，然后在下托板(2)和上透明盖板(1)边缘设置固定部件(5)；
8.s2、将测试工装水平放置老化；
9.s3、测量吸油纸(3)上油痕扩散的面积和测试样品的初始面积；
10.s4、根据吸油纸(3)上油痕扩散的面积和测试样品的初始面积的比值计算渗油率。
11.进一步的，所述步骤s2具体为室温放置或者放入到烘箱中120-160℃加热，放置时间和加热时间至少为7天。
12.进一步的，所述步骤s3具体为为测试油痕面积s1和样品的面积s0，或者测量油痕的半径r1和样品的半径r0，具体测试方法可以为可使用电镜等装置测试油痕面积s1和硅脂/凝胶的面积s0，如条件所限，也可使用尺规等工具手动测量油痕的半径r1和硅脂/凝胶的半径r0。
13.进一步的，所述渗油率ω的计算公式如下：
[0014][0015]
进一步的，所述测试工装包括下托板(2)，设置到所述下托板(2)边缘上的限厚部件(4)，放置到所述限厚部件(4)上部的上透明盖板(1)，以及用于固定所述下托板(2)和上透明盖板(1)的固定部件(5)，其中所述下托板(2)上还放置有多层吸油纸(3)，上透明盖板(1)、吸油纸(3)、下托板(6)呈方形，其长宽相近，吸油纸的尺寸可略小于上下盖板，边长一般为100～150mm；
[0016]
进一步的，所述下托板(2)为厚度1mm以上的耐腐蚀金属或塑料制成，主要是为了保证一定的结构强度，能够在受压后不形变。
[0017]
进一步的，所述上透明盖板(1)为表面粗糙度ra≤0.01的玻璃或透明塑料片制成，受压后不可发生明显形变，不与待测样品发生反应。
[0018]
进一步的，所述吸油纸(3)为硅油纸、滤纸中的任一种，所述吸油纸(3)具体为3-5层，也可以采用普通的纸张，但测试需要温度老化时，必须使用耐温好的纸张(如实验室专用的耐高温硅油纸)。
[0019]
进一步的，所述限厚部件(4)厚度为0.1-1mm，要求使用耐高温、耐腐蚀、强度高的材料制作，测试时不可发生明显形变；所述固定部件(5)为g形夹或燕尾夹或螺丝螺母，一般要求使用耐高温、耐腐蚀、强度高的材料制作，测试时不可发生明显形变，采用g形夹或燕尾夹只直接夹取，采用螺丝螺母需要开孔。
[0020]
进一步的，所述测试样品为膏状的硅脂、凝胶、粘接胶，或圆形片状的导热垫片，样品在制样时需要定量称取，如果为膏状，则根据密度定量称取相同体积的样品(一般在0.1～1ml不等)，在吸油纸上放置样品时，将其积聚成一小团，确保在玻璃盖板压下后硅脂或凝胶扩散为规则的圆形，便于后续计算面积；如果为片材，则制成等厚的片材(一般厚度在0.5～2mm不等)，再使用裁刀裁成大小一致的圆片。
[0021]
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
[0022]
本发明通过测试油痕面积和样品面积来计算渗油率，避免了传统质量法测试的较大误差，尤其是对于膏状导热界面材料，这种测试方法更为高效准确；
[0023]
本发明使用透明盖板压合样品，操作简便，现象直观，能够直接观察渗油现象，并且真实模拟了导热界面材料在使用时的受压情况；
[0024]
本发明在制样中可以通过控制样品体积，限定厚度确保了初始样片的一致性，使得不同导热界面材料测得的数据具有可比性。
[0025]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0026]
图1是本发明测试工装的立体结构示意图；
[0027]
图2是本发明测试工装的爆炸图；
[0028]
图3是本发明测试工装的侧视图；
[0029]
图4是本发明测试工装的俯视图；
[0030]
图5是本发明测试方法流程图；
[0031]
图中：
[0032]
1-上透明盖板；2-下托板；3-吸油纸；4-限厚部件；5-固定部件；6-测试样品。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0034]
参见图1-图4，本发明测试装置的结构示意图，测试工装包括下托板2，下托板2边缘上的限厚部件4，放置到限厚部件4上部的上透明盖板1，以及用于固定下托板2和上透明盖板1的固定部件5，其中下托板2上还放置有多层吸油纸3，上透明盖板1、吸油纸3、下托板6呈方形，其长宽相近，吸油纸3的尺寸可略小于上下盖板，边长一般为100～150mm，具体使用的时候限厚部件层环形分布在上透明盖板1和下托板2的边缘处，固定部件5的数量为四个，在上透明盖板1和下托板2的四个边缘处夹紧。
[0035]
下托板2为厚度1mm以上的耐腐蚀金属或塑料制成，主要是为了保证一定的结构强度，能够在受压后不形变。
[0036]
上透明盖板1为表面粗糙度ra≤0.01的玻璃或透明塑料片制成，受压后不可发生明显形变，不与待测样品发生反应。
[0037]
吸油纸3为硅油纸、滤纸中的任一种，吸油纸3具体为3-5层，也可以采用普通的纸张，但测试需要温度老化时，必须使用耐温好的纸张如实验室专用的耐高温硅油纸。
[0038]
限厚部件4厚度为0.1-1mm，要求使用耐高温、耐腐蚀、强度高的材料制作，测试时不可发生明显形变；固定部件5为g形夹或燕尾夹或螺丝螺母，一般要求使用耐高温、耐腐蚀、强度高的材料制作，测试时不可发生明显形变，采用g形夹或燕尾夹只直接夹取，采用螺丝螺母需要开孔。
[0039]
对具体的测试方法举例说明：测试一款用于发热元器件与其散热器界面的导热硅脂渗油率
[0040]
测试设备：鼓风干燥箱，用于加热烘干；高精度电子天平，用于精准称重；尺规，用于精准测量。
[0041]
工装选择：上透明盖板1采用上透明玻璃盖板(100*100*2mm)、下托板2采用下氧化铝金属托板(100*100*2mm)、吸油纸3采用耐高温硅油纸、限厚部件4采用不锈钢金属垫片(10*14*0.1mm)、固定部件5采用燕尾夹。
[0042]
测试样品6来源采用：
[0043]
导热硅脂a：密度为2.25g/cm3；
[0044]
导热硅脂b：密度为1.97g/cm3；
[0045]
导热硅脂c：密度为2.48g/cm3；
[0046]
各取1ml样品置于吸油纸中心位置，确保样品集聚为圆形团状，样品的量通过高精度电子天平称重来控制，即样品a称重1.25g，样品b称重1.97g，样品c称重2.48g；
[0047]
在测试装置四个边的边缘中线位置各放置1个0.1mm的限厚垫片，盖上玻璃盖板并压紧，此时可看到待测样品被挤压为一个规则的圆形；
[0048]
在对应的垫片位置安装燕尾夹，固定好后将样品水平放置；
[0049]
将样品在150℃烘箱加热7天；
[0050]
取出样品冷却后测得硅脂a的初始半径为1.75cm，扩散油痕半径为2.81cm；硅脂b的初始半径为1.75cm，扩散油痕半径为3.45cm；硅脂c的初始半径为1.75cm，扩散油痕半径为2.95cm；则硅脂a的渗油率为157.8％，硅脂b的渗油率为288.7％，硅脂c的渗油率为184.2％。
[0051]
本发明至少具有以下优点：
[0052]
本发明通过测试油痕面积和样品面积来计算渗油率，避免了传统质量法测试的较大误差，尤其是对于膏状导热界面材料，这种测试方法更为高效准确；
[0053]
本发明使用透明盖板压合样品，操作简便，现象直观，能够直接观察渗油现象，并且真实模拟了导热界面材料在使用时的受压情况；
[0054]
本发明在制样中可以通过控制样品体积，限定厚度确保了初始样片的一致性，使得不同导热界面材料测得的数据具有可比性。
[0055]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、制作测试工装装置，将多层吸油纸(3)放入到下托板(2)的上表面，将待测样品(6)放入到吸油纸(3)上，在下托板(2)边缘处放入限厚部件(4)，在限厚部件(4)上放入上透明盖板(1)，然后在下托板(2)和上透明盖板(1)边缘设置固定部件(5)；s2、将测试工装水平放置老化；s3、测量吸油纸(3)上油痕扩散的面积和测试样品的初始面积；s4、根据吸油纸(3)上油痕扩散的面积和测试样品的初始面积的比值计算渗油率。2.根据权利要求1所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述步骤s2具体为室温放置或者放入到烘箱中120-160℃加热，放置时间和加热时间至少为7天。3.根据权利要求1所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述步骤s3具体为为测试油痕面积s1和样品的面积s0，或者测量油痕的半径r1和样品的半径r0。4.根据权利要求3所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述渗油率ω的计算公式如下：5.根据权利要求1所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述测试工装包括下托板(2)，设置到所述下托板(2)边缘上的限厚部件(4)，放置到所述限厚部件(4)上部的上透明盖板(1)，以及用于固定所述下托板(2)和上透明盖板(1)的固定部件(5)，其中所述下托板(2)上还放置有多层吸油纸(3)。6.根据权利要求5所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述下托板(2)为厚度1mm以上的耐腐蚀金属或塑料制成。7.根据权利要求5所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述上透明盖板(1)为表面粗糙度ra≤0.01的玻璃或透明塑料片制成。8.根据权利要求5所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述吸油纸(3)为硅油纸、滤纸中的任一种，所述吸油纸(3)具体为3-5层。9.根据权利要求5所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述限厚部件(4)厚度为0.1-1mm；所述固定部件(5)为g形夹或燕尾夹或螺丝螺母。10.根据权利要求1所述的一种检测导热界面材料渗油特性的方法，其特征在于，所述测试样品为膏状的硅脂、凝胶、粘接胶，或圆形片状的导热垫片。
技术总结本发明涉及一种检测导热界面材料渗油特性的装置及方法，测试方法包括S1、制作测试工装装置，将多层吸油纸放入到下托板的上表面，将待测样品放入到吸油纸上，在下托板边缘处放入限厚部件，在限厚部件上放入上透明盖板，然后在下托板和上透明盖板边缘设置固定部件；S2、将测试工装水平放置老化；S3、测量吸油纸上油痕扩散的面积和测试样品的初始面积；S4、根据吸油纸上油痕扩散的面积和测试样品的初始面积的比值计算渗油率。本发明通过测试油痕面积和样品面积来计算渗油率，避免了传统质量法测试的较大误差，尤其是对于膏状导热界面材料，测试方法更为高效准确。测试方法更为高效准确。测试方法更为高效准确。
技术研发人员：徐坤 廖江涛 张立伟
受保护的技术使用者：上海回天新材料有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/1
