[發明專利]非接觸式薄型均溫板熱性能量測裝置

在審

• 申請號: 202110037550.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN114755259A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 祝淵;陳安琪;李芳壽;李卓翰
• 申請（專利權）人: 南方科技大學;臺灣瑞領科技股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發明公開了一種非接觸式薄型均溫板熱性能量測裝置，主要可應用于不同形狀、尺寸的薄型均溫板，通過搭配非接觸式的雷射加熱器、非接觸式的紅外溫度傳感器以及非接觸式的供氣冷卻模塊，在一絕緣恒溫的腔體內進行薄型均溫板熱性能參數的量測，例如：薄型均溫板兩端溫度差、熱阻等，有別于現有技術是利用加熱水浴或銅塊進行薄型均溫板加熱，以及利用接觸式溫度傳感器進行薄型均溫板的溫度量測，故可提高量測結果的精準度及效率。

技術領域

本發明是關于一種散熱組件的熱性能量測裝置，尤其是關于一種非接觸式的薄型均溫板熱性能的量測裝置。

背景技術

隨著全球第五代行動通訊(5G)的興起，物聯網、車聯網、智能制造、智能城市與汽車皆朝向智能化自動駕駛等5G新興應用，將帶動5G產業的蓬勃發展，然而對于5G高傳輸裝置設備中的熱管理會是一大挑戰。

薄型均溫板已被視為5G高傳輸設備的最佳散熱方案，其操作原理是利用內部兩相蒸發和冷凝的現象，將熱量傳遞到整個均溫板平面上。薄型均溫板具有低熱阻和高溫度均勻性的特色，因此非常適合用于高熱通量5G通訊設備中的散熱組件。

薄型均溫板的熱性能測試主要著重于兩項參數：熱阻值(R)以及蒸發段與冷凝段二者間溫度差(△T)。在提供一定的熱量傳輸下，可通過所述溫度差而獲知其熱阻值，從而評估薄型均溫板的性能，然而，此兩項參數均屬間接測量，其計算仰賴于蒸發段及冷凝段溫度的精確測量。

傳統薄型均溫板的溫度測量大多為接觸式量測法，是將薄型均溫板的蒸發段插入被加熱的恒溫液體或銅塊中，待薄型均溫板溫度穩定后，通過溫度傳感器(例如：熱電偶、電阻溫度傳感器 (RTD)等)量測恒溫液體或銅塊與薄型均溫板冷凝段二者間的溫度差，借以評估薄型均溫板的熱性能。就前述的量測方法而言，薄型均溫板的加熱過程受制于銅塊的熱容量，因同一物體的質量愈大，其熱容量愈大，因此銅塊的質量大小會影響其熱容量，從而使薄型均溫板的受熱反應產生遲滯現象。

此外，接觸式的溫度測量其熱響應相對較慢，且大多文獻指出薄型均溫板的溫度測量使用熱電偶或電阻溫度傳感器，因涉及傳感器的分布與粘接，一部分能量會從這些傳感器散失，針對這部分能量是難以估計。對于薄型均溫板而言，因其溫度梯度變化敏感，因此這部分散失的能量對其影響尤為明顯，故無法準確反映出薄型均溫板的熱性能。鑒于此，為了保證薄型均溫板運行時的可靠性及充分發揮其傳熱性能，實有必要研發一種非接觸式量測薄型均溫板熱性能的量測裝置，可應用于不同形狀、尺寸的薄型均溫板。

發明內容

本發明的目的是提供一種非接觸式薄型均溫板熱性能量測裝置，主要可應用于不同形狀、尺寸的薄型均溫板，搭配雷射加熱器以及紅外溫度傳感器，進行薄型均溫板熱性能參數的量測，例如：薄型均溫板兩端溫度差、熱阻等，有別于現有技術是利用加熱水浴或銅塊進行薄型均溫板加熱，以及利用接觸式溫度傳感器進行薄型均溫板的溫度量測，因此，本發明的量測裝置可以準確且快速地量測薄型均溫板在特定加熱功率下的瞬時溫度變化，其響應時間快速。此外，本發明的量測裝置可針對不同形狀、尺寸的薄型均溫板加以固定，避免其在量測過程中發生晃動，故可提高量測結果的精準度，并大幅節省人力與時間成本。

為達上述目的，依本發明的一實施方式，提供一種非接觸式薄型均溫板熱性能量測裝置，包括：絕緣腔體、量測輔助治具、加熱模塊、供氣冷卻模塊以及溫度擷取模塊。

絕緣腔體包括前門、后門以及四面側壁，四面側壁為彼此相連通的中空結構，且其底部的側壁內設置有風扇以及加熱器；量測輔助治具以及溫度擷取模塊是設置于絕緣腔體內，且溫度擷取模塊包括第一紅外溫度傳感器以及第一紅外溫度傳感器；加熱模塊是設置于絕緣腔體外，包括雷射加熱器以及雷射功率傳感器，雷射加熱器是用以提供雷射，雷射功率傳感器是用以偵測雷射的加熱功率；供氣冷卻模塊包括氣體流量溫度控制裝置、進氣導管以及出氣導管，氣體流量溫度控制裝置是設置于絕緣腔體外。