Andreas Griesinger, Head of the Center for Thermal Management (ZFW Stuttgart)

國(guó)際技術(shù)協(xié)會(huì) IPC 和 ASTM 已嘗試為絕緣金屬基板 (IMS) 和熱界面材料 (TIM) 建立測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，以便電子產(chǎn)品開發(fā)人員在材料選擇時(shí)進(jìn)行橫向比較。然而，位于斯圖加特的熱管理技術(shù)中心 (ZFW) 的負(fù)責(zé)人Andreas Griesinger教授表示，散熱器目前缺乏類似的標(biāo)準(zhǔn)。他將在今年 12 月熱管理博覽會(huì)的第二天的小組討論中探討這個(gè)問題。

在之前的交談中，您提到散熱器的熱性能參數(shù)測(cè)量是一個(gè)問題。您能解釋一下您的意思嗎？

散熱器是電子冷卻中非常重要的組成部分。市面上有大量不同的數(shù)據(jù)手冊(cè)，上面給出的數(shù)值也各不相同。供應(yīng)商給出的典型值是熱阻。關(guān)鍵問題在于如何測(cè)量它。
沒有人知道如何正確測(cè)量散熱器。每家公司都用自己的方式進(jìn)行測(cè)量。這意味著你得到的數(shù)據(jù)手冊(cè)毫無用處，因?yàn)闇y(cè)量方法沒有定義。要讓數(shù)據(jù)有意義，就需要明確如何測(cè)量。到目前為止，無論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)際上，都沒有關(guān)于如何測(cè)量散熱器的標(biāo)準(zhǔn)。
測(cè)量熱阻的典型設(shè)置是施加一定的熱量，然后測(cè)量散熱器及其環(huán)境的溫度。熱阻無非就是溫差除以施加的熱量。
原則上很簡(jiǎn)單，但問題在于如何施加熱量。你是加熱整個(gè)散熱器基板，還是通過一個(gè)小點(diǎn)熱源加熱？區(qū)別非常大。氣流情況又如何？如果是強(qiáng)制對(duì)流，是層流還是湍流？
結(jié)果的差異可能高達(dá)十倍。另一點(diǎn)是在哪個(gè)溫度水平下測(cè)量。比如說，你在 30 度或 130 度下測(cè)量，結(jié)果會(huì)不同。如果所有這些參數(shù)都沒有定義，那么向客戶提供任何熱阻數(shù)值都是沒有意義的。

為什么這是一個(gè)問題？會(huì)帶來什么后果？

問題在于沒有人能夠信賴數(shù)據(jù)手冊(cè)上的數(shù)值。所有供應(yīng)商都給出一些非常精確的熱阻值，但他們不解釋這些值是如何測(cè)量的，因此，數(shù)據(jù)手冊(cè)的使用者，也就是散熱器的用戶，并不能從中獲得真正有用的信息。

其后果是，每個(gè)客戶都必須針對(duì)自己的應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試。制造商方面可能會(huì)說，我給你這份數(shù)據(jù)手冊(cè)，我們是按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或這個(gè)定義來測(cè)量這些數(shù)據(jù)的，如果你的應(yīng)用場(chǎng)景與我們實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置不同，你會(huì)得到不同的數(shù)值。這不能責(zé)怪任何人，但這需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)考量。

您在熱材料方面是否也看到了同樣的問題？例如，熱界面材料的供應(yīng)商是否提供了可靠、有用的數(shù)據(jù)？

問得很好?，F(xiàn)在情況好多了。比如說五年前，那還不是一個(gè)非常嚴(yán)肅的行業(yè)。有一些供應(yīng)商，比如漢高，擁有真正可靠的數(shù)據(jù)手冊(cè)。另一方面，也有一些其他供應(yīng)商的數(shù)據(jù)手冊(cè)與實(shí)際情況毫無關(guān)聯(lián)。情況每年都在好轉(zhuǎn)。
例如，德國(guó)的奧迪公司為其電池用的間隙填充墊定義了非常明確的導(dǎo)熱系數(shù)限值。這是一個(gè)開端。他們規(guī)定導(dǎo)熱系數(shù)限值必須達(dá)到 3.0 瓦/米·開爾文。如果你的間隙填充墊導(dǎo)熱系數(shù)低于這個(gè)值，就沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入奧迪的市場(chǎng)。
這引發(fā)了一場(chǎng)關(guān)于如何測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的大討論。許多供應(yīng)商曾對(duì)奧迪說，我們有一種非常好的材料，導(dǎo)熱系數(shù)有 5 或 6 瓦/米·開爾文。但現(xiàn)在他們不得不開始進(jìn)行認(rèn)證，進(jìn)行認(rèn)真的測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)他們的材料實(shí)際上只有 1 或 2 瓦/米·開爾文。這是幾年前該領(lǐng)域開始被更加嚴(yán)肅對(duì)待的一個(gè)起點(diǎn)。

對(duì)于散熱器，我們是否需要同樣的情況，即由采購(gòu)方設(shè)定并強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)？

當(dāng)我們看散熱器時(shí)，情況略有不同，因?yàn)槠湫阅茉诤艽蟪潭壬先Q于具體應(yīng)用。這與熱界面材料不同。熱界面材料有其導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻，也許你可以討論一下如何測(cè)量。
散熱器則不同。你用某種方法測(cè)量可以得到一個(gè)熱阻值，但如果你用另一種方式測(cè)量，會(huì)得到另一個(gè)數(shù)值，并且你不能說第1種方法正確而第2種方法不正確。兩種方法可能都是正確的，但你必須對(duì)其進(jìn)行定義。