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

國(guó)際(jì)技(jì)術協會 IPC 和(hé) ASTM 已(yǐ)嘗試(shì)為(wéi)絕緣(yuán)金屬基板 (IMS) 和(hé)熱界麵(miàn)材(cái)料 (TIM) 建立(lì)測(cè)試(shì)標準，以便(biàn)電子產品開發人員在材料選(xuǎn)擇時進行橫向(xiàng)比(bǐ)較(jiào)。然而，位於(yú)斯圖(tú)加特的(dí)熱管(guǎn)理技(jì)術(shù)中(zhōng)心(xīn) (ZFW) 的(dí)負(fù)責人Andreas Griesinger教授(shòu)表示，散熱(rè)器目(mù)前(qián)缺乏(fá)類似(sì)的標(biāo)準。他將(jiāng)在今年 12 月(yuè)熱管(guǎn)理(lǐ)博覽會(huì)的第(dì)二(èr)天(tiān)的(dí)小(xiǎo)組討(tǎo)論中探(tàn)討(tǎo)這個(gè)問題。

在之(zhī)前(qián)的交談中(zhōng)，您(nín)提(tí)到散熱器(qì)的熱(rè)性(xìng)能(néng)參數測量是一(yī)個問(wèn)題(tí)。您(nín)能解釋一下您(nín)的意思嗎(má)？

散熱(rè)器是電(diàn)子冷(lěng)卻(què)中(zhōng)非常(cháng)重(zhòng)要(yào)的組成部分(fēn)。市麵(miàn)上(shàng)有大量不同(tóng)的(dí)數(shù)據手冊，上(shàng)麵給(gěi)出的(dí)數值也(yě)各(gè)不(bù)相同。供應(yīng)商(shāng)給出的典(diǎn)型(xíng)值是熱阻(zǔ)。關鍵問題在(zài)於(yú)如(rú)何測量(liáng)它(tā)。
沒(méi)有(yǒu)人(rén)知道如何(hé)正確(què)測(cè)量散熱器(qì)。每家(jiā)公(gōng)司都用自己的(dí)方(fāng)式進(jìn)行(háng)測(cè)量(liáng)。這意味著(zhuó)你得(dé)到的數據手(shǒu)冊(cè)毫無用(yòng)處(chǔ)，因為測(cè)量(liáng)方法沒(méi)有(yǒu)定(dìng)義(yì)。要(yào)讓數據有意義，就需(xū)要明確(què)如(rú)何測量。到目前(qián)為(wéi)止，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是(shì)國(guó)際上，都沒有關於如何(hé)測量散熱器(qì)的標(biāo)準。
測(cè)量熱(rè)阻的(dí)典型(xíng)設置(zhì)是(shì)施加一(yī)定(dìng)的熱量(liáng)，然(rán)後測量散熱器及(jí)其環(huán)境的溫(wēn)度。熱阻(zǔ)無非(fēi)就是溫差(chà)除(chú)以施加的(dí)熱量。
原則上很簡單(dān)，但(dàn)問(wèn)題在於如(rú)何(hé)施加(jiā)熱量(liáng)。你是加熱整(zhěng)個(gè)散(sàn)熱器基板，還是通(tōng)過一個(gè)小點(diǎn)熱源(yuán)加熱？區別非(fēi)常大。氣(qì)流(liú)情況又如(rú)何？如(rú)果是強(qiáng)製對(duì)流，是層(céng)流還(huán)是湍(tuān)流？
結果的差(chà)異可能高(gāo)達十倍。另一(yī)點是(shì)在(zài)哪個溫度(dù)水(shuǐ)平下測(cè)量。比(bǐ)如(rú)說(shuō)，你(nǐ)在 30 度或(huò) 130 度下(xià)測量，結果會不同。如(rú)果所有(yǒu)這些參(cān)數都(dū)沒(méi)有(yǒu)定義(yì)，那(nà)麼向(xiàng)客(kè)戶提(tí)供任何熱阻數值都(dū)是沒(méi)有意義(yì)的。

為什(shí)麼這(zhè)是(shì)一個(gè)問題？會帶(dài)來什麼(mó)後(hòu)果(guǒ)？

問題在於(yú)沒有(yǒu)人(rén)能夠信賴(lài)數據手冊(cè)上的數(shù)值。所(suǒ)有(yǒu)供(gōng)應(yīng)商(shāng)都(dū)給出(chū)一些非(fēi)常(cháng)精(jīng)確的熱(rè)阻(zǔ)值，但他們(mén)不解(jiě)釋(shì)這些(xiē)值是(shì)如何測量的，因此(cǐ)，數(shù)據(jù)手冊(cè)的使(shǐ)用者(zhě)，也(yě)就(jiù)是散熱器的(dí)用戶，並不能(néng)從中(zhōng)獲得真(zhēn)正有(yǒu)用的信息(xī)。

其(qí)後(hòu)果(guǒ)是，每(měi)個客戶都必(bì)須針對(duì)自己(jǐ)的應(yīng)用進(jìn)行測試(shì)。製造(zào)商方(fāng)麵可能會說，我給(gěi)你這(zhè)份(fèn)數(shù)據(jù)手冊(cè)，我們是(shì)按照這(zhè)個標(biāo)準(zhǔn)或(huò)這(zhè)個定義(yì)來(lái)測量這些數(shù)據的，如(rú)果(guǒ)你的應用場景(jǐng)與我們(mén)實驗(yàn)室的(dí)設置不同，你會得(dé)到(dào)不(bù)同的數值。這不能責怪(guài)任何人，但(dàn)這需(xū)要進(jìn)行嚴(yán)謹的(dí)科(kē)學考(kǎo)量。

您在熱材料(liào)方(fāng)麵(miàn)是(shì)否也看(kàn)到了(liǎo)同(tóng)樣的問(wèn)題？例如(rú)，熱界(jiè)麵材料的供應商是否提(tí)供(gōng)了(liǎo)可靠，有(yǒu)用的(dí)數據(jù)？

問(wèn)得很(hěn)好(hǎo)。現在情況(kuàng)好(hǎo)多了。比如(rú)說五年(nián)前，那還不(bù)是(shì)一個非(fēi)常嚴肅的(dí)行業。有(yǒu)一(yī)些供(gōng)應商，比如漢高，擁有真正可靠的(dí)數(shù)據手(shǒu)冊。另一(yī)方麵，也有(yǒu)一(yī)些(xiē)其他供應(yīng)商(shāng)的數據(jù)手(shǒu)冊(cè)與(yǔ)實際(jì)情況(kuàng)毫無關聯。情(qíng)況(kuàng)每年(nián)都(dū)在(zài)好轉。
例(lì)如，德(dé)國(guó)的奧迪(dí)公司為其電(diàn)池(chí)用(yòng)的間隙填充(chōng)墊定(dìng)義(yì)了非常明確的導熱係數限(xiàn)值(zhí)。這是一(yī)個開(kāi)端。他(tā)們規定導熱(rè)係數(shù)限(xiàn)值必須(xū)達(dá)到 3.0 瓦(wǎ)/米(mǐ)·開爾文(wén)。如果你的間隙(xì)填充(chōng)墊導(dǎo)熱係數低於(yú)這(zhè)個值(zhí)，就(jiù)沒(méi)有(yǒu)機(jī)會進(jìn)入(rù)奧(ào)迪(dí)的(dí)市場(cháng)。
這引發了(liǎo)一(yī)場關於(yú)如(rú)何測量(liáng)導(dǎo)熱(rè)係數的大(dà)討論。許多供應(yīng)商曾(zēng)對(duì)奧迪說，我(wǒ)們有一種非常(cháng)好的(dí)材(cái)料，導熱(rè)係(xì)數有(yǒu) 5 或(huò) 6 瓦/米(mǐ)·開爾(ěr)文(wén)。但現在(zài)他們不得不(bù)開始(shǐ)進行(háng)認(rèn)證，進行認(rèn)真(zhēn)的測量，結果發現(xiàn)他(tā)們(mén)的(dí)材料實際上隻有(yǒu) 1 或(huò) 2 瓦/米·開爾(ěr)文(wén)。這(zhè)是(shì)幾年前該(gāi)領域(yù)開始被更加(jiā)嚴肅(sù)對待的一(yī)個(gè)起(qǐ)點。

對於散(sàn)熱(rè)器，我們(mén)是否(fǒu)需要(yào)同樣的情(qíng)況(kuàng)，即(jí)由(yóu)采購方設(shè)定並強(qiáng)製執行標(biāo)準？

當我(wǒ)們(mén)看散(sàn)熱(rè)器時，情況(kuàng)略(lüè)有不(bù)同，因(yīn)為其性(xìng)能(néng)在很大(dà)程(chéng)度上取決於具(jù)體應(yīng)用(yòng)。這與(yǔ)熱(rè)界麵材料不(bù)同(tóng)。熱界(jiè)麵材料有(yǒu)其(qí)導熱係(xì)數(shù)和熱阻(zǔ)，也(yě)許(xǔ)你可以討(tǎo)論一(yī)下(xià)如何(hé)測量(liáng)。
散熱(rè)器則(zé)不同(tóng)。你(nǐ)用某種方法(fǎ)測量可(kě)以得(dé)到一個(gè)熱(rè)阻(zǔ)值，但(dàn)如(rú)果你用另一種方(fāng)式測量，會(huì)得(dé)到(dào)另(lìng)一(yī)個數(shù)值，並且(qiě)你(nǐ)不(bù)能說第(dì)1種方法正(zhèng)確(què)而第2種(zhǒng)方法不(bù)正確。兩種(zhǒng)方法(fǎ)可(kě)能都(dū)是(shì)正(zhèng)確(què)的，但(dàn)你(nǐ)必須對其(qí)進行定(dìng)義(yì)。