本發(fā)明涉及散熱模塊的熱阻系數(shù)量測，特別涉及一種加壓工具以及一種具有該加壓裝置的熱傳導性能測試裝置。

背景技術(shù)：

散熱模塊的熱阻系數(shù)，影響了散熱模塊的真實表現(xiàn)。因此對于散熱模塊的熱阻系數(shù)進行量測，為散熱模塊的研發(fā)、測試過程中的重要作業(yè)階段。

現(xiàn)有公知技術(shù)領(lǐng)域中，對于熱阻系數(shù)的量測方式大致上有下列基本機制。以一加熱頭于一垂直方向接觸散熱模塊的熱源接觸面，并以加熱頭對熱源接觸面施加一預(yù)定壓力。接著，以預(yù)定加熱功率及預(yù)定熱量，對散熱模塊進行加熱。于加熱完成后，量測散熱模塊沿著垂直方向的溫度差，從而換算出散熱模塊于垂直方向的熱阻系數(shù)。

前述測試機制主要面臨的問題有二。

其一、加熱頭對于散熱模塊的熱源接觸面施加的壓力經(jīng)常有偏斜狀態(tài)，且偏斜狀態(tài)發(fā)生時也不易發(fā)現(xiàn)；一旦有偏斜狀態(tài)發(fā)生，就會導致施壓力不均，而致使加熱頭無法確實平貼于散熱模塊的熱源接觸面。此種無法平貼于散熱模塊的熱源接觸面的情形，將致使所量取的熱阻系數(shù)上升而失真。

其二，加熱頭的施壓力來自一線性致動器。常用的線性致動器為氣壓缸。氣壓缸有壓力不穩(wěn)定而導致輸出的施壓力不穩(wěn)定的問題；在輸出的施壓力不足時，所量取的熱阻系數(shù)同樣會上升而失真，致使量測者必須等待氣壓缸的壓力回升后重新測試，致使測試效率不佳

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)有施壓不均或是施壓力不穩(wěn)定而造成所量測的熱阻系數(shù)數(shù)值失真的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種加壓工具與一種具有加壓工具的熱傳導性能測試裝置，可解決施壓力偏斜或不穩(wěn)定所造成的問題。

為達上述目的，本發(fā)明提出一種熱傳導性能測試裝置，用以測試一散熱模塊的熱傳導性能，包含一基座、一線性致動器、一壓力感應(yīng)器、一壓力傳遞板、一施壓板、若干個壓縮彈簧、一微調(diào)板以及一加熱頭。

基座具有一承載部，承載部用以承載散熱模塊，且散熱模塊的一熱源接觸面朝上。線性致動器設(shè)置于基座上方，用以產(chǎn)生一施壓力，且線性致動器具有一輸出桿，輸出桿用以沿著一直線朝向承載部輸出施壓力。壓力感應(yīng)器連接于輸出桿，用以檢測施壓力的大小。壓力傳遞板具有一頂面及一底面，壓力感應(yīng)器用以接觸頂面。施壓板與壓力傳遞板相隔一間隔距離設(shè)置，施壓板具有一上表面及一下表面，上表面朝向壓力傳遞板的底面。壓縮彈簧設(shè)置于壓力傳遞板及施壓板之間，用以平衡壓力傳遞板對施壓板施加的施壓力。微調(diào)板與施壓板的下表面保持一間隔距離設(shè)置，且微調(diào)板包含一球狀結(jié)構(gòu)，用以接觸施壓板的下表面。加熱頭設(shè)置于微調(diào)板遠離下表面的一側(cè)面，用以對散熱模塊的熱源接觸面施加施壓力并加熱。

于一具體實施例中，微調(diào)板包含一突出部，延伸于微調(diào)板的邊緣。

于一具體實施例中，微調(diào)板更包含若干的定位孔，用以供若干個定位桿穿過而固定于施壓板的下表面。

于一具體實施例中，各定位孔分別是一長槽孔。

于一具體實施例中，熱傳導性能測試裝置更包含一支柱，固定于基座上，且線性致動器固定于支柱上。

于一具體實施例中，支柱更包含一導引件，導引件具有一導引孔，線性致動器的輸出桿穿過導引孔。

于一具體實施例中，壓力傳遞板具有一定位槽，位于該頂面，且壓力感應(yīng)器接觸頂面時，壓力感應(yīng)器位于定位槽。

于一具體實施例中，熱傳導性能測試裝置更包含若干個導引桿，穿過壓力傳遞板而固定于施壓板的上表面，且壓縮彈簧分別套于各導引桿。

于一具體實施例中，熱傳導性能測試裝置，更包含：一控制器，電性連接于線性致動器及加熱頭，控制器用以控制線性致動器輸出施壓力，并且控制加熱頭以一預(yù)定功率輸出一預(yù)定熱量；一組溫度感應(yīng)器，用以檢測散熱模塊于垂直方向的溫度差；以及一運算模塊，用以接收溫度差，并依據(jù)散熱模塊的幾何尺寸計算出散熱模塊的熱阻系數(shù)。

于一具體實施例中，運算模塊接收壓力感應(yīng)器量測的施壓力數(shù)值，并于施壓力數(shù)值大于一門檻值時計算散熱模塊的熱阻系數(shù)。

于一具體實施例中，運算模塊接收壓力感應(yīng)器量測的施壓力數(shù)值；運算模塊于該施壓力數(shù)值大于一門檻值時計算散熱模塊的熱阻系數(shù)并記錄，并且運算模塊于該施壓力小于門檻值時，計算出散熱模塊的熱阻系數(shù)，并以一修正公式修正該熱阻系數(shù)后進行記錄。

為達上述目的本發(fā)明還提出一種加壓工具，包含一壓力傳遞板、一施壓板、若干個壓縮彈簧、一微調(diào)板以及一加熱頭。

壓力傳遞板具有一頂面及一底面。施壓板與壓力傳遞板相隔一間隔距離設(shè)置，施壓板具有一上表面及一下表面，上表面朝向壓力傳遞板的底面。壓縮彈簧設(shè)置于壓力傳遞板及施壓板之間，用以平衡壓力傳遞板對施壓板施加的施壓力。微調(diào)板與施壓板的下表面保持一間隔距離設(shè)置，且微調(diào)板包含一球狀結(jié)構(gòu)，用以接觸施壓板的下表面。加熱頭設(shè)置于微調(diào)板遠離下表面的一側(cè)面。

于一具體實施例中，微調(diào)板包含一突出部，延伸于微調(diào)板的邊緣。

于一具體實施例中，微調(diào)板更包含若干的定位孔，用以供若干個定位桿穿過而固定于施壓板的下表面。

于一具體實施例中，各定位孔分別是一長槽孔。

于一具體實施例中，加壓工具更包含若干個導引桿，穿過壓力傳遞板而固定于施壓板的上表面，且壓縮彈簧分別套于各導引桿。

本發(fā)明提出的加壓工具以及應(yīng)用加壓工具的熱傳導性能測試裝置，可調(diào)整施壓力的偏斜狀態(tài)，而有效解決量測熱阻系數(shù)過程中因施壓力偏斜而造成誤差的問題。同時，本發(fā)明又提出了修正公式，藉以解決線性致動器輸出的施壓力不穩(wěn)定，而致使所取得熱阻系數(shù)失真而必須重復量測的問題，有效地提升了量測熱阻系數(shù)的精密度。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1本發(fā)明實施例的立體圖；

圖2至圖4是本發(fā)明實施例中，部分元件的分解立體圖；

圖5是本發(fā)明實施例中，微調(diào)板的俯視圖；

圖6是本發(fā)明實施例中，熱傳導性能測試裝置、控制器、溫度感應(yīng)器與運算模塊的電路示意圖；

圖7與圖8是本發(fā)明實施例中，熱傳導性能測試裝置的前視圖，揭示加熱器對散熱模塊施壓；

圖9與圖10是本發(fā)明實施例中，部分元件的剖視圖；

圖11是本發(fā)明實施例中，熱阻系數(shù)、施壓力與門檻值的曲線圖。

其中，附圖標記

100 熱傳導性能測試裝置

110 基座 112 承載部

120 支柱 122 導引件

124 導引孔 130 線性致動器

132 輸出桿 140 壓力感應(yīng)器

150 壓力傳遞板 152 頂面

154 底面 156 定位槽

160 施壓板 162 上表面

164 下表面 170 微調(diào)板

172 球狀結(jié)構(gòu) 174 突出部

175 定位孔 176 長槽孔

178 定位桿 180 壓縮彈簧

182 導引桿 190 加熱頭

210 控制器 220 溫度感應(yīng)器

230 運算模塊 900 散熱模塊

910 熱源接觸面

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：

請參閱圖1及圖2所示，為本發(fā)明實施例所揭露的一種熱傳導性能測試裝置100，用以測試一散熱模塊900的熱傳導性能。熱傳導性能測試裝置100包含一基座110、一線性致動器130、一壓力感應(yīng)器140、一加壓工具以及一加 熱頭190。加壓工具包含一壓力傳遞板150、施壓板160、一微調(diào)板170及若干個壓縮彈簧180。

如圖1所示，基座110具有一承載部112。承載部112用以承載散熱模塊900。承載部112可以是基座110表面的全部區(qū)域，也可以是配合散熱模塊900幾何尺寸的下凹區(qū)域，或是由若干個夾工具圍繞而成的區(qū)域。

如圖6所示，散熱模塊900具有一熱源接觸面910，且承載部112承載散熱模塊900時，熱源接觸面910系朝上。

如圖1至圖4所示，線性致動器130設(shè)置于基座110上方，用以沿著一直線輸出一施壓力。于本發(fā)明中，線性致動器130是以氣壓缸為例示，但線性致動器130的具體實施并不以氣壓缸為限，線性致動器130也可以是氣壓缸、線性馬達或曲柄滑塊機構(gòu)。如圖所示，線性致動器130具有一輸出桿132，輸出桿132可以相對于線性致動器130的本體伸縮位移，而沿著一直線朝向基座110的承載部112，輸出線性致動器130產(chǎn)生的施壓力。

此外，為了確保輸出桿132沿一直線伸縮位移，并且避免輸出桿132于施壓過程中發(fā)生后挫屈(Buckling)，本發(fā)明實施例的熱傳導性能測試裝置100更包含一支柱120，固定于基座110上，且線性致動器130固定于支柱120上；支柱120包含一導引件122，導引件122具有一導引孔124，線性致動器130的輸出桿132穿過導引孔124。通過導引件122的支撐，可以確保輸出桿132沿一直線伸縮位移，并防止后挫屈。

如圖1至圖4所示，壓力感應(yīng)器140連接于輸出桿132，用以檢測施壓力的大小。壓力傳遞板150具有一頂面152及一底面154。壓力感應(yīng)器140用以接觸頂面152。為了避免于施壓過程中壓力感應(yīng)器140接觸位置偏斜而影響所讀取的數(shù)據(jù)，壓力傳遞板150具有一定位槽156，定位槽156位于頂面152。于壓力感應(yīng)器140接觸頂面152時，壓力感應(yīng)器140位于定位槽156，使得壓力感應(yīng)器140不會在頂面152偏斜滑移。

如圖1至圖4所示，施壓板160與壓力傳遞板150相隔一間隔距離設(shè)置。施壓板160具有一上表面162及一下表面164，其中上表面162朝向壓力傳遞板150的底面154。壓縮彈簧180設(shè)置于壓力傳遞板150及施壓板160之間，藉以使得壓力傳遞板150向下位移的動作，對壓縮彈簧180進行壓縮，而藉由壓縮彈簧180對施壓板160進行平均的向下施壓力，而平衡壓力傳遞板150 對施壓板160施加的施壓力。此外，熱傳導性能測試裝置100更包含若干個導引桿182，穿過壓力傳遞板150而固定于施壓板160的上表面162，且壓縮彈簧180分別套于各導引桿182。在壓縮彈簧180受壓縮之后，可以平衡壓力傳遞板150對施壓板160施加的施壓力，且導引桿182可以確保施壓力的方向都是向下，因此使得壓力傳遞板150對施壓板160的施壓可以平均分散且垂直地朝向承載部112。

如圖1至圖4所示，微調(diào)板170大致平行于施壓板160設(shè)置，且與施壓板160的下表面164保持一間隔距離。微調(diào)板170包含一球狀結(jié)構(gòu)172，而形成一支點。球面結(jié)構(gòu)172是以點接觸施壓板160的下表面164，施壓板160向下對微調(diào)板170施加壓力時，微調(diào)板170可以藉由球狀結(jié)構(gòu)172作為支點，產(chǎn)生震動或是轉(zhuǎn)動，而自動進行偏斜調(diào)整，而使微調(diào)板170向下施壓的力量，可以被調(diào)整到垂直于被施壓的表面。微調(diào)板170更包含一突出部174，延伸于微調(diào)板170的邊緣，用以供一使用者持握，以手動對微調(diào)板170施予震動或是直接進行偏斜調(diào)整。因此施壓板160對微調(diào)板170的施壓，可以藉由微調(diào)板170的偏斜進行調(diào)整。

此外，如圖5所示，微調(diào)板170更包含若干的定位孔175，用以供若干個定位桿178穿過而固定于施壓板160的下表面164，使得微調(diào)板170可以相對于施壓板160被微調(diào)而又不會由施壓板160脫落。

如圖5，前述的定位孔175可以由長槽孔176取代，藉以使得微調(diào)板170也可以再水平面上進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

如圖1至圖5所示，加熱頭190設(shè)置于微調(diào)板170遠離施壓板160的一側(cè)面，用以對散熱模塊900的熱源接觸面910施加施壓力并加熱。

藉由加熱頭190對散熱模塊900的熱源接觸面910施加施壓力并加熱，取得散熱模塊900于垂直方向的溫度差之后，即可換算出散熱模塊900的熱阻系數(shù)。加熱頭190是連接于微調(diào)板170，也就是加熱頭190能夠以球狀結(jié)構(gòu)172作為支點，產(chǎn)生震動或是轉(zhuǎn)動，使得其加熱施壓面可以自動偏協(xié)調(diào)整，而平整地接觸散熱模塊900的熱源接觸面910。若自動偏協(xié)調(diào)整調(diào)整后仍然有加熱頭190對于散熱模塊900的熱源接觸面910施加的壓力偏斜的狀態(tài)，則使用者可以手動以微調(diào)板170的突出部174對微調(diào)板170施加震動或直接手動進行偏斜調(diào)整，修正壓力偏斜的狀態(tài)，有效解決量測熱阻系數(shù)過程中因施壓力偏斜而造 成誤差的問題。

參閱圖6所示，本發(fā)明更包含一控制器210、一組溫度感應(yīng)器220及一運算模塊230。

如圖6、圖7與圖8所示，控制器210電性連接于線性致動器130及加熱頭190。控制器210控制線性致動器130輸出施壓力，使得輸出桿132向下位移，推動壓力感應(yīng)器140接觸壓力傳遞板150的頂面152，并進一步推動壓力傳遞板150向下移動。接著，壓縮彈簧180被壓縮而平均分配施壓力于施壓板160的上表面162。最后，藉由施壓板160的下表面164接觸微調(diào)板170的球狀結(jié)構(gòu)172，微調(diào)板170會帶動加熱頭190接觸散熱模塊900的熱源接觸面910，對散熱模塊900的熱源接觸面910進行施壓。

如圖9及圖10所示，微調(diào)板170的突出部174可以供使用者持握，而對微調(diào)板170進行偏斜調(diào)整，修正施壓力偏斜狀態(tài)，使得加熱頭190可以穩(wěn)定且不偏斜地接觸散熱模塊900190的熱源接觸面910。

如圖6、圖7與圖8所示，接著，控制器210會控制加熱頭190，以一預(yù)定功率輸出一預(yù)定熱量。溫度感應(yīng)器220電性連接于運算單元。溫度感應(yīng)器220的數(shù)量通常為兩個，沿著垂直方向設(shè)置于散熱模塊900的兩端(頂面152及底面154)，而檢測散熱模塊900于垂直方向的溫度差，并傳送到運算模塊230。

運算模塊230于接收溫度差，將依據(jù)散熱模塊900的幾何尺寸計算出散熱模塊900的熱阻系數(shù)。

如圖11所示，前述運算模塊230取得的熱阻系數(shù)，會與加熱頭190對散熱模塊900的熱源接觸面910的施壓力相關(guān)。當施壓力數(shù)值大于一門檻值時，所計算出的熱阻系數(shù)會趨向一穩(wěn)定值，若施壓力數(shù)值小于門檻值，則熱阻系數(shù)會隨著施壓力數(shù)值的下降而快速提升，而導致所量取的熱阻系數(shù)失真，而必須重復量測。而線性致動器130輸出的施壓力，特別是氣壓缸的輸出，往往有不穩(wěn)定而無法即時在預(yù)定時間內(nèi)維持施壓力數(shù)值大于前述的門檻值。

解決上述問題的方式，是由運算模塊230隨時接收壓力感應(yīng)器140量測的施壓力數(shù)值，并且在施壓力數(shù)值大于一門檻值時計算散熱模塊900的熱阻系數(shù)。

另一種方式，則是預(yù)先量測多組熱阻系數(shù)與施壓力數(shù)據(jù)的關(guān)系，制作出一 修正公式。所述修正公式主要形式為多項式函數(shù)，是針對施壓力數(shù)值小于門檻值時所量取的熱阻系數(shù)與施壓力數(shù)值的關(guān)系，換算出施壓力數(shù)值大于門檻值對應(yīng)的熱阻系數(shù)。

有了上述的修正公式后，量測步驟修改為，運算模塊230接收壓力感應(yīng)器140量測的施壓力數(shù)值；運算模塊230于施壓力數(shù)值大于一門檻值時計算散熱模塊900的熱阻系數(shù)并記錄，并且運算模塊230于施壓力小于門檻值時，計算出散熱模塊900的熱阻系數(shù)，并以修正公式修正熱阻系數(shù)后進行記錄。因此，只要有熱阻系數(shù)及施壓力數(shù)值，代入前述修正公式，就可以換算出施壓力數(shù)值大于門檻值對應(yīng)的熱阻系數(shù)，而不需要重復量測或是等待線性致動器130輸出足夠的施壓力。

本發(fā)明提出的加壓工具以及應(yīng)用加壓工具的熱傳導性能測試裝置100，有效解決量測熱阻系數(shù)過程中，因施壓力偏斜而造成誤差的問題。同時，本發(fā)明又提出了修正公式，藉以解決線性致動器130輸出的施壓力不穩(wěn)定，而致使所取得熱阻系數(shù)失真而必須重復量測的問題，有效地提升了量測熱阻系數(shù)的精密度。

當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。