關(guan)於(yu)熱(re)電(dian)材料(liao)性能導(dao)熱系(xi)數(shu)的(de)測定(ding)相(xiang)關(guan)知(zhi)識(shi)
測(ce)量(liang)導(dao)熱系(xi)數(shu)時(shi),應盡(jin)量減(jian)少被測元件以(yi)輻射、對(dui)流和導(dao)熱等(deng)方式傳(chuan)遞給周(zhou)圍(wei)空氣(qi)的(de)熱(re)量(liang)。
測(ce)量元件導(dao)熱系(xi)數(shu)的(de)方法(fa)有(you)法和相對(dui)法(fa)。確定(ding)導(dao)熱系(xi)數(shu)時(shi)應測(ce)量加(jia)熱(re)器(qi)的功(gong)率。通(tong)常用(yong)電(dian)加(jia)熱(re)器(qi)加(jia)熱(re)元件,其功(gong)率由電(dian)流及電(dian)壓求得(de)。測量(liang)時(shi)采用(yong)的(de)元件幾(ji)何尺寸(cun)視(shi)材料(liao)的(de)導(dao)熱性能而(er)定(ding)。高(gao)導(dao)熱系(xi)數(shu)的(de)半導(dao)體材料(liao),其元件的長(chang)度對(dui)截面(mian)積(ji)之(zhi)比(bi)值應大(da)壹(yi)些,否(fou)則不易建(jian)立足夠大(da)的溫(wen)差。當元件的導(dao)熱系(xi)數(shu)較(jiao)小時(shi),應采(cai)用小的元件,以(yi)避(bi)免(mian)產(chan)生(sheng)太大(da)的溫(wen)差,減少漏入(ru)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)的熱量(liang)。短的元件使(shi)實驗(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)工(gong)況(kuang)穩(wen)定(ding)所(suo)需(xu)的(de)時(shi)間縮(suo)短(duan)。對(dui)於(yu)短(duan)的(de)半導(dao)體元件,不言而(er)喻,元件和熱源(yuan)、冷(leng)源(yuan)之間的接(jie)觸熱(re)阻(zu)應很(hen)小,為此表(biao)面(mian)必(bi)須(xu)在(zai)機械加(jia)工(gong)後再拋光(guang),使(shi)元件和冷(leng)、熱(re)源均有(you)平而(er)光(guang)的(de)接(jie)觸表(biao)面(mian)。裝(zhuang)配(pei)時(shi)在(zai)表(biao)面(mian)上(shang)還要(yao)抹(mo)壹(yi)層油(you)脂(zhi),或在(zai)元件表(biao)面(mian)掛(gua)錫(xi)後,與熱源或(huo)冷(leng)源(yuan)焊接在(zai)壹(yi)起。
漏(lou)熱量(liang)用(yong)實驗(yan)測定(ding)。測(ce)定(ding)時(shi)將元件換成另壹(yi)件導(dao)熱系(xi)數(shu)很(hen)低(di)、且(qie)其導(dao)熱系(xi)數(shu)數(shu)值(zhi)已(yi)知(zhi)的(de)材料(liao),通(tong)過(guo)試驗(yan)求出(chu)加(jia)入(ru)的(de)熱(re)量以(yi)及(ji)通(tong)過(guo)該替(ti)換物的(de)熱量,即得(de)到(dao)漏熱(re)量。元件兩端的(de)熱阻(zu)也用(yong)實(shi)驗(yan)測定(ding),測(ce)定(ding)時(shi)取材料(liao)相(xiang)同但長(chang)度不同的元件,放(fang)到(dao)測量(liang)系統(tong)內,比較測(ce)量(liang)結果(guo)後求出(chu)熱阻(zu)。
上(shang)述(shu)方(fang)法曾(zeng)用於(yu)測(ce)量(liang)半導(dao)體材料(liao)的(de)導(dao)熱系(xi)數(shu),溫(wen)度範圍(wei)為室溫至(zhi)液氨溫(wen)度(du)。當實(shi)驗(yan)溫度(du)升(sheng)得(de)很(hen)高(gao)時(shi),向周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)的漏熱(re)也達到(dao)很(hen)大(da)的數(shu)值(zhi),測量(liang)精(jing)度(du)下降(jiang)。在(zai)這(zhe)種情況(kuang)下,宜(yi)用(yong)相對(dui)法(fa)測量(liang)元件的導(dao)熱系(xi)數(shu)。
相(xiang)對(dui)法(fa)測量(liang)系統(tong)待(dai)測元件夾在(zai)兩塊(kuai)標(biao)準材料(liao)塊(kuai)之問(wen),標(biao)準材料(liao)塊(kuai)的導(dao)熱系(xi)數(shu)是(shi)已(yi)知(zhi)的(de)。試件、冷(leng)庫(ku)壓縮機組(zu)以(yi)及(ji)熱源外面(mian)用(yong)絕(jue)熱(re)材料(liao)包(bao)裹(guo)以(yi)減(jian)少漏熱。盛放(fang)試件元件的容(rong)器(qi),其容器(qi)壁被(bei)加(jia)熱(re),以(yi)保(bao)持(chi)壁(bi)面溫度與半導(dao)體元件的溫(wen)度(du)相近。取流經(jing)半(ban)導(dao)體元件的熱(re)量(liang),等(deng)於(yu)流經(jing)元件上(shang)、下側(ce)標(biao)準材料(liao)塊(kuai)的熱(re)量(liang)平均(jun)值(zhi)。元件、標(biao)準塊(kuai)以(yi)及(ji)冷(leng)、熱(re)源的表(biao)面(mian)均(jun)經(jing)研(yan)磨(mo)加(jia)工(gong),使(shi)其既(ji)光滑又平(ping)整(zheng),以(yi)改(gai)善(shan)熱(re)接觸條件。因為(wei)熱(re)電(dian)偶(ou)固定在(zai)標(biao)準塊(kuai)上(shang)以(yi)及(ji)元件上(shang),而(er)不是埋(mai)在(zai)冷(leng)源(yuan)和熱源(yuan)上(shang),故(gu)接(jie)觸電(dian)阻(zu)產(chan)生(sheng)的溫差可(ke)以(yi)不考慮(lv)。
標(biao)準塊(kuai)用的(de)材料(liao)制成。原則上(shang)標(biao)準塊(kuai)的導(dao)熱系(xi)數(shu)與元件材料(liao)的(de)導(dao)熱系(xi)數(shu)應有(you)相同的數(shu)量(liang)級(ji),以(yi)保(bao)證標(biao)準塊(kuai)上(shang)的(de)溫(wen)差與元件的溫(wen)差相近。