“水流测热”颠覆传统，超低热阻测量设备问世，为半导体、新能源提供“纳米级热视力”

发布日期：2025-07-25

近日，日本ADVANCE RIKO公司成功开发全球创新型基于热流计原理的超低热阻（1×10⁻⁵ m²K/W）测量设备。这一创新技术攻克了电子器件微型化进程中散热性能评估的“卡脖子”难题，将传统方法的检测下限提升100倍，为5G芯片、电动汽车功率模块等高端散热设计提供了关键工具。

图1 超低热阻导热性评价系统F-CAL

行业痛点：散热失效成电子设备“隐形杀手”

随着电子基板向多功能化与微型化方向发展，金属基散热材料的热阻值已进入传统仪器无法检测的数量级（<0.001 m²K/W）。当前国际标准设备（如JIS/ ASTM）仅能评估中高热阻材料，导致散热设计依赖理论模拟，实测数据的缺失严重威胁了产品的稳定性，过热失效风险日益凸显。

技术突破：用“水流”捕捉微观热量流动

ADVANCE RIKO创新团队提出革命性解决方案：

1. 结构颠覆：

移除传统热流传感器模块，自研 “加热块-样品-冷却块”一体化结构设计，有效消除了90%的寄生热阻，提升了测量的准确性；

2. 原理创新：

通过高精度监测冷却水流量与温差（精度±0.01℃），直接计算热流量（公式：Q = 水体积比热 × 流量 × ΔT），规避了传感器误差，确保了数据的可靠性；

3. 超薄界面技术：

采用0.2 mm碳基材料，实现接触热阻＜10⁻⁵ m²K/W的极致控制，相当于头发丝直径级的热界面控制，展现了超卓的技术实力。

图2 测量原理

实测性能：金属散热评估的“高倍显微镜”

在铜、铝、不锈钢等典型材料的测试中，该设备展现了超卓的性能：

• 检测范围广泛：横跨3个数量级（10⁻⁵~10⁻³ m²K/W），全面覆盖从金属到绝缘体的各类材料；

• 重复精度高：达行业前沿水平（波动＜2%），成功区分热阻差仅1.6倍的铝箔与铜片（图3），彰显了超高的测量精度；

• 测量速度提升：较标准设备提速5倍，单次检测仅需10分钟即可达到稳态控制，大幅提高了工作效率。

图3 实际测量数据

产业应用：从实验室到智能工厂的全链条覆盖

该设备已广泛应用于多个关键领域：

• 半导体封装基板热阻质检

• 动力电池散热涂层开发

• 航天级碳化硅功率模块验证

日本ADVANCE RIKO公司一直走在热电领域的前沿，为世界各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国公司将日本ADVANCE RIKO公司先进热电材料测试设备：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM、热电转换效率测量系统PEM及薄膜厚度方向热电性能评价系统ZEM-d引进中国，希望更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。

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