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原文传递一种逐层推移测量多层材料热阻的方法

专利名称：	一种逐层推移测量多层材料热阻的方法
摘要：	一种逐层推移测量多层材料热阻的方法属于电子器件电学和热学测量技术领域。装置包括被测材料，热源，温度采集设备和计算机。所述方法测量了热源温度随时间变化的曲线，即瞬态热响应曲线；然后，根据传统结构函数方法得到的热阻信息，进一步构造薄层材料前各层材料的热响应曲线，并将其从总的曲线中剔除，从而提取出薄层的热阻信息。本发明区分出了两个热时间常数相近的材料，提高了特殊情况下薄层热阻测量精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	冯士维;何鑫;白昆;郑翔;胡朝旭;李轩;张亚民
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910680388.7
公开号：	CN110501380A
代理机构：	北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：	刘萍
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.一种精确测量薄层热阻的方法，装置包括被测材料，热源，温度采集设备和计算机；被测材料为多层结构，其中某几层满足两层高热容材料之间夹杂一层低热容材料的条件；热源对材料上表面加热；温度采集设备用于测量材料上表面处温度随时间的变化；计算机用于数据处理；其特征在于，包括以下测试步骤：步骤一，将热源贴于被测材料的上表面，利用温度采集设备测量热源的温度；步骤二，热源开始加热，同时，温度采集设备按线性坐标采集测量时间内的所有数据点，采样频率不低于1Mhz；步骤三，；通过传统结构函数方法得到的热阻信息构造薄层之前的材料的瞬态热响应曲线，并将其从总的曲线中剔除，消除其对薄层热阻信息的干扰，精确提取薄层热阻；具体如下： (1)利用结构函数法对瞬态响应曲线a(t)进行初步处理，得多组热阻和热容：R1、C1，R2、C2…Ri、Ci…，当出现Ci>Ci+1时，则判断第i层可能包含了第一层高热容材料i1和第二层低热容材料i2； (2)设热时间常数τi＝RiCi，τi在瞬态响应曲线a(t)上对应的热阻为Rτi，△τ是时间常数偏移量，初始设定△τ＝0，i表示材料层数，Rn表示第i层之前各层的热阻，τi表示第i层的时间常数，t表示时间；当i＝1时，则Rn、τn不存在；构造函数： (3)将瞬态响应曲线a(t)减去构造函数y(t)，得到新的瞬态响应曲线b(t)，该曲线消除了i1层及其之前各层对瞬态响应曲线a(t)的影响；然后将时间轴向右平移τi/100，重新对b(t)的时间轴取对数； (4)用结构函数方法对b(t)进行处理，得到第i2层热阻和热容：Ri2和Ci2，并结合(1)中已知的Ri、Ci，将Ri、Ci拆分成两组结果：Ri1、Ci1和Ri2和Ci2，分别对应了第i1层和第i2层材料的热阻和热容； (5)设τ11＝Ri1Ci1，τ12＝Ri2*Ci2，构造瞬态响应曲线z(t)，其中Rm、τm表示第i层之后各层的热阻和时间常数： (6)求瞬态响应曲线a(t)和z(t)的拟合优度：其中，tmax表示总的时间长度，t表示时间，即瞬态响应曲线中的横坐标，Yt表示a(t)中对应时间的热阻值，yt表示z(t)中对应时间的热阻值，表示Yt的平均值； (7)设定R2的最小值，判断R2是否符合要求，若符合，则确定将第i层热阻值拆分为Ri1和Ri2；若不符合，则调整时间常数偏移△τ，重复(3)-(6)直到达到符合要求R2值。
所属类别：	发明专利