ISO 16525-3:2014
(Main)Adhesives — Test methods for isotropic electrically conductive adhesives — Part 3: Determination of heat-transfer properties
Adhesives — Test methods for isotropic electrically conductive adhesives — Part 3: Determination of heat-transfer properties
ISO 16525-3:2014 specifies test methods for heat-transfer properties such as effective thermal conductivity and thermal resistance by a steady-state comparative longitudinal heat-flow method (SCHF method) using cartridge-type specimen for isotropic electrically conductive adhesives used in wiring, die attach, and surface assembly.
Adhésifs — Méthodes d'essai pour adhésifs à conductivité électrique isotrope — Partie 3: Détermination des propriétés de transfert de chaleur
L'ISO 16525-3:2014 spécifie les méthodes d'essai permettant de déterminer les propriétés de transfert de chaleur, telles que la conductivité thermique effective et la résistance thermique, par une méthode comparative de flux thermique longitudinal en régime permanent (méthode SCHF) utilisant une éprouvette à cartouche pour les adhésifs à conductivité électrique isotrope utilisés pour le câblage, la fixation de puces et le montage en surface de composants.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16525-3
First edition
2014-05-15
Adhesives — Test methods for
isotropic electrically conductive
adhesives —
Part 3:
Determination of heat-transfer
properties
Adhésifs — Méthodes d’essai pour adhésifs à conductivité électrique
isotrope —
Partie 3: Détermination des propriétés de transfert de chaleur
Reference number
ISO 16525-3:2014(E)
©
ISO 2014
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ISO 16525-3:2014(E)
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Published in Switzerland
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ISO 16525-3:2014(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 3
5 Scope of test . 3
6 Apparatus . 4
7 Cartridge-type specimen . 6
7.1 The cartridge-type specimen . 6
7.2 Dimensions and tolerances of the cartridge-type specimen . 6
7.3 Preparation of the cartridge-type specimen . 8
8 Standard rod . 9
8.1 Shape of standard rods . 9
8.2 Dimensions and tolerance of standard rods . 9
8.3 Material and thermal conductivity of standard rods . 9
8.4 Surface roughness and flatness of the contact surface of the standard rods and parallelism
of the upper/lower faces .10
8.5 Boring thermocouple holes through the standard rods .10
9 Procedure.11
9.1 Assembly of the cartridge-type specimen and the standard rod .11
9.2 Heating or cooling procedure of the cartridge-type specimen and the standard rod .11
9.3 Temperature measurement of the cartridge-type specimen and the standard rods .11
10 Calculation of heat transfer property .11
10.1 Effective thermal conductivity .11
10.2 Thermal resistance .14
10.3 Thermal conductance .15
11 Test report .15
Bibliography .16
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ISO 16525-3:2014(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
The committee responsible for this document is ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 11, Products.
ISO 16525 consists of the following parts, under the general title Adhesives — Test methods for isotropic
electrically conductive adhesives:
— Part 1: General test methods
— Part 2: Determination of electric characteristics for use in electronic assemblies
— Part 3: Determination of heat-transfer properties
— Part 4: Determination of shear strength and electrical resistance using rigid-to-rigid bonded assemblies
— Part 5: Determination of shear fatigue
— Part 6: Determination of pendulum-type shear impact
— Part 7: Environmental test methods
— Part 8: Electrochemical migration test methods
— Part 9: Determination of high-speed signal-transmission characteristics
iv © ISO 2014 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16525-3:2014(E)
Adhesives — Test methods for isotropic electrically
conductive adhesives —
Part 3:
Determination of heat-transfer properties
SAFETY STATEMENT — Persons using this part of ISO 16525 should be familiar with normal
laboratory practice. This part of ISO 16525 does not purport to address all of the safety problems,
if any, associated with its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety
and health practices and to ensure compliance with any regulatory conditions.
IMPORTANT — Certain procedures specified in this part of ISO 16525 might involve the use or
generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental
hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal
after use.
1 Scope
This part of ISO 16525 specifies test methods for heat-transfer properties such as effective thermal
conductivity and thermal resistance by a steady-state comparative longitudinal heat-flow method
(SCHF method) using cartridge-type specimen for isotropic electrically conductive adhesives used in
wiring, die attach, and surface assembly.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for
external measurements — Design and metrological characteristics
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 13385-1, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment — Part 1:
Callipers; Design and metrological characteristics
ISO 13385-2, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment — Part 2:
Calliper depth gauges; Design and metrological characteristics
ISO 17212, Structural adhesives — Guidelines for the surface preparation of metals and plastics prior to
adhesive bonding
ISO 80000-1, Quantities and units — Part 1: General
IEC 60584-1, Thermocouples — Part 1: Reference tables
© ISO 2014 – All rights reserved 1
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ISO 16525-3:2014(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
NOTE Thermal conductivity of heterogeneous materials is called “apparent thermal conductivity”,
“equivalent thermal conductivity” or “effective thermal conductivity”. For those materials whose compositions
are nearly homogeneous, “thermal conductivity” can be used if it does not lead to confusion.
3.1
heat flow rate
Q
amount of themal energy transferring from/to one system from/to another in a given time
Note 1 to entry: It is expressed in watts (W).
3.2
heat flow rate over surface area
heat flux
q
amount of themal energy being transferred over a given surface area
2
Note 1 to entry: It is expressed in watts per square metre (W/m ).
3.3
heat transfer property
collective term for thermal resistance, thermal conductivity, effective thermal conductivity and thermal
conductance
3.4
thermal resistance
R
temperature difference between the front and back sides in the steady-state divided by heat flux
2
Note 1 to entry: It is expressed in square metre kelvin per watt (m ·K/W).
Note 2 to entry: This parameter indicates how heat is transferred, with a high value denoting reduced heat
transfer.
3.5
thermal conductance
K
heat flux in the steady state divided by the temperature difference between front and back sides
2
Note 1 to entry: It is expressed in watt per square metre kelvin (W/m ·K).
Note 2 to entry: The reciprocal of thermal resistance.
3.6
thermal conductivity
k
proportionality coefficient that represents the relationship of heat flux and temperature gradient, where
heat flux on an isothermal surface is proportional to the temperature gradient in the normal direction
on the isothermal surface
Note 1 to entry: It is expressed in watt per metre kelvin (W/m·K).
2 © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 16525-3:2014(E)
3.7
effective thermal conductivity
k
eff
heat flux in the steady state that is divided by a
temperature difference between the front and back sides, and multiplied by the distance between the
front and back sides, L
Note 1 to entry: It is expressed in watt per metre kelvin (W/m·K).
Note 2 to entry: Effective thermal conductivity includes interfacial thermal resistance.
Note 3 to entry: It is expressed by K x L.
3.8
interfacial thermal resistance
R
i
specific type of thermal resistance arising on the contact surface of the material (contact thermal
resistance), where thermal resistance caused by heat conduction of the filling between a gap and the
material is removed
2
Note 1 to entry: It is expressed in square metre kelvin per watt (m ·K/W).
Note 2 to entry: It is generated mainly between the surface of the material and the contact surface.
3.9
mean temperature of specimen
T
m
arithmetic mean of temperatures of the high-temperature surface and the low-temperature surface of a
specimen in the steady state
Note 1 to entry: It is expressed in kelvin (K).
Note 2 to entry: It is simply called mean temperature.
4 Principle
Effective thermal conductivity of isotropic electrically conductive adhesives is measured by the steady-
state temperature distribution in the cartridge-type specimen and standard rods under longitudinal
heat-flow condition. The cartridge-type specimen is sandwiched by the standard rods made of square
or cylindrical poles with known thermal conductivity.
NOTE This method is called the steady-state comparative longitudinal heat-flow method (SCHF), which
uses standard rods to measure heat flux, q, to calculate effective thermal conductivity. It is useful for isotropic
electrically conductive adhesives whose thermal conductivity varies due to interfacial thermal resistance
between the isotropic electrically conductive adhesive and the heating surface.
5 Scope of test
The measurement range of thermal conductivity of an isotropic electrically conductive adhesive
is determined by its thermal conductance. The lower and upper limits of thermal conductance are
calculated using Formulae (1) and (2), respectively.
18,,51− 4
Kt≥ 2 760 w (1)
sr r
where
25 ≤ t ≤ 60, 10 ≤ w ≤ 60
r r
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ISO 16525-3:2014(E)
K ≤>100 000 ()k 20
s eff
(2)
K ≤≤5 000kk ()20
s effeff
where
2.
K is the thermal conductance of the isotropic electrically conductive adhesive [W/(m K)]
s
( = k /t );
eff s
k is the effective thermal conductivity of the isotropic electrically conductive adhesive [W/
eff
(m·K)];
t is the thickness of standard rods (mm);
r
t is the thickness of the isotropic electrically conductive adhesive (mm);
s
W is the length of the side of the specimen (mm).
r
EXAMPLE The lower limits of measurable thermal conductance of the isotropic electrically conductive
adhesive with t of 25 mm are shown below:
r
2
a) 2 000 W/(m ⋅K), when W = 10 mm;
r
2
b) 800 W/(m ⋅K), when W = 20 mm;
r
2
c) 400 W/(m ⋅K), when W = 30 mm;
r
2
d) 200 W/(m ⋅K), when W = 60 mm.
r
NOTE The upper limit of measureable thermal conductance of the isotropic electrically conductive adhesive
is shown below:
2
a) 100 000 W/(m ⋅K), when k = 50 W/(m·K);
eff
2
b) 100 000 W/(m ⋅K), when k = 30 W/(m·K);
eff
2
c) 100 000 W/(m ⋅K), when k = 20 W/(m·K);
eff
2
d) 50 000 W/(m ⋅K), when k = 10 W/(m·K);
eff
2
e) 5 000 W/(m ⋅K), when k = 1 W/(m·K);
eff
2
f) 2 500 W/(m ⋅K), when k = 0,5 W/(m·K).
eff
6 Apparatus
6.1 Apparatus (general), consisting of measuring, heating, cooling and pressure-regulating devices.
The cartridge-type specimen is sandwiched between the standard upper and lower rods with known
thermal conductivity. Heat flows through the specimen longitudinally. An example of the test apparatus is
shown in Figure 1.
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F
P
L
BI
BH
H
TCP
RU
TC
GR
CT
S
GR
I
RL
C
BC
M
D
Key
BC cooling block L load cell
BH heating block M measurement system
BI insulating block P screw for pressure regulation
CT cartridge-type specimen RL lower rod
C cooling equipment RU upper rod
D data acquisition device S isotropic electrically conductive adhesives
F pressure adjustment unit TC thermocouple
GR thermal grease TCP holes for temperature measurement
H heating equipment I thermal insulator
Figure 1 — Example configuration of thermal conductivity test apparatus by SCHF method
6.2 Measurement system (M), consisting of a specimen (S), upper and lower rods (RU and RL), a
heating block (BH) with a built-in heater, a cooling block (BC) and a thermal insulator (I), which covers
these components. The upper/lower rods (RU/RL) and the specimen have thermocouple holes (TCPs)
© ISO 2014 – All rights reserved 5
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ISO 16525-3:2014(E)
in which thermocouples (TCs) are inserted to measure the temperature gradient. The depth of each
thermocouple hole is no smaller than 5 mm.
The thermocouples are to measure the temperature distribution of the upper/lower rods (RU/RL) and
specimen (S). Requirements for thermocouples are described below. When using thermoelectric devices,
i.e. thermometers instead of thermocouples, they shall be equivalent to or surpass thermocouples in
terms of performance.
a) They shall be stable up to the temperature specified in IEC 60584;
b) They shall have sufficient strength to be able to detect small fluctuations in temperature in a range
where thermoelectromotive force does not change, and they shall have variance in the temperature
displayed among thermocouples at ±0,5 K.
6.3
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16525-3
Première édition
2014-05-15
Adhésifs — Méthodes d’essai pour
adhésifs à conductivité électrique
isotrope —
Partie 3:
Détermination des propriétés de
transfert de chaleur
Adhesives — Test methods for isotropic electrically conductive
adhesives —
Part 3: Determination of heat-transfer properties
Numéro de référence
ISO 16525-3:2014(F)
©
ISO 2014
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ISO 16525-3:2014(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 16525-3:2014(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 3
5 Étendue de l’essai . 3
6 Appareillage d’essai . 4
7 Éprouvette à cartouche . 6
7.1 Éprouvette à cartouche . 6
7.2 Dimensions et tolérances de l’éprouvette à cartouche . 6
7.3 Préparation de l’éprouvette à cartouche . 9
8 Tige normalisée . 9
8.1 Forme des tiges normalisées . 9
8.2 Dimensions et tolérance des tiges normalisées . 9
8.3 Matériau et conductivité thermique des tiges normalisées .10
8.4 Rugosité de surface et planéité de la surface de contact des tiges normalisées, et
parallélisme des faces supérieures/inférieures .10
8.5 Perçage des orifices pour thermocouples à travers les tiges normalisées .10
9 Mode opératoire.11
9.1 Assemblage de l’éprouvette à cartouche et de la tige normalisée .11
9.2 Mode opératoire de chauffage ou de refroidissement de l’éprouvette à cartouche et de la
tige normalisée .11
9.3 Mesure de la température de l’éprouvette à cartouche et des tiges normalisées .11
10 Calcul de la propriété de transfert de chaleur .12
10.1 Conductivité thermique effective .12
10.2 Résistance thermique .14
10.3 Conductance thermique .14
11 Rapport d’essai .14
Bibliographie .16
© ISO 2014 – Tous droits réservés iii
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ISO 16525-3:2014(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 11,
Produits.
L’ISO 16525 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Adhésifs — Méthodes d’essai
pour adhésifs à conductivité électrique isotrope:
— Partie 1: Méthodes d’essai générales
— Partie 2: Détermination des propriétés électriques pour utilisation dans des assemblages électroniques
— Partie 3: Détermination des propriétés de transfert de chaleur
— Partie 4: Détermination de la résistance au cisaillement et de la résistance électrique des assemblages
collés rigide sur rigide
— Partie 5: Détermination de la fatigue par cisaillement
— Partie 6: Détermination de la résistance au choc du type pendule
— Partie 7: Méthodes d’essai environnemental
— Partie 8: Méthodes d’essai de migration électrochimique
— Partie 9: Détermination des propriétés de transmission de signal à haute vitesse
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 16525-3:2014(F)
Adhésifs — Méthodes d’essai pour adhésifs à conductivité
électrique isotrope —
Partie 3:
Détermination des propriétés de transfert de chaleur
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur de la présente partie de l’ISO 16525 connaisse
bien les pratiques courantes de laboratoire. La présente partie de l’ISO 16525 n’a pas pour but de
traiter tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe
à l’utilisateur d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de
s’assurer de la conformité à la réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente partie de l’ISO 16525
peuvent impliquer l’utilisation ou la génération de substances ou de déchets pouvant représenter
un danger environnemental localisé. Il convient de se référer à la documentation appropriée
concernant la manipulation et l’élimination après usage en toute sécurité.
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 16525 spécifie les méthodes d’essai permettant de déterminer les propriétés
de transfert de chaleur, telles que la conductivité thermique effective et la résistance thermique, par une
méthode comparative de flux thermique longitudinal en régime permanent (méthode SCHF) utilisant
une éprouvette à cartouche pour les adhésifs à conductivité électrique isotrope utilisés pour le câblage,
la fixation de puces et le montage en surface de composants.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 3611, Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel:
Micromètres d’extérieur — Caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d’état de surface
ISO 13385-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel —
Partie 1: Pieds à coulisse; caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 13385-2, Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel —
Partie 2: Jauges de profondeur; caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 17212, Adhésifs structuraux — Lignes directrices pour la préparation de surface de métaux et de
plastiques avant le collage par adhésif
ISO 80000-1, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
CEI 60584-1, Thermocouples — Partie 1: Tables de référence
© ISO 2014 – Tous droits réservés 1
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ISO 16525-3:2014(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
NOTE La conductivité thermique des matériaux hétérogènes est appelée «conductivité thermique apparente»,
«conductivité thermique équivalente», ou «conductivité thermique effective». Pour les matériaux dont les
compositions sont presque homogènes, le terme «conductivité thermique» peut être utilisé si cela n’engendre pas
de confusion.
3.1
flux thermique
Q
quantité d’énergie thermique transférée par/vers un système à/vers un autre par unité de temps
Note 1 à l’article: Il est exprimé en watts (W).
3.2
flux thermique par unité de surface
flux de chaleur
q
quantité d’énergie thermique transférée par unité de surface
2
Note 1 à l’article: Il est exprimé en watts par mètre carré (W/m ).
3.3
propriété de transfert de chaleur
terme collectif pour la résistance thermique, la conductivité thermique, la conductivité thermique
effective et la conductance thermique
3.4
résistance thermique
R
différence de température entre la surface extérieure et la surface intérieure en régime permanent,
divisée par le flux thermique
2
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en mètres carrés kelvin par watt (m ·K/W).
Note 2 à l’article: Ce paramètre indique comment un transfert de chaleur avec une valeur élevée indique un
transfert de chaleur réduit.
3.5
conductance thermique
K
flux de chaleur en régime permanent, divisé par la différence de température entre la surface extérieure
et la surface intérieure
2
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en watts par mètre carré kelvin (W/m ·K).
Note 2 à l’article: Elle correspond à l’inverse de la résistance thermique.
3.6
conductivité thermique
k
coefficient de proportionnalité représentant la relation entre flux de chaleur et gradient de température,
le flux de chaleur sur une surface isotherme étant proportionnel au gradient de température dans la
direction normale sur la surface isotherme
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en watts par mètre kelvin (W/m·K).
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 16525-3:2014(F)
3.7
conductivité thermique effective
k
eff
flux de chaleur en régime permanent qui est divisé par
une différence de température entre la surface extérieure et la surface intérieure, et multiplié par la
distance, L, séparant la surface extérieure de la surface intérieure
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en watts par mètre kelvin (W/m·K).
Note 2 à l’article: La conductivité thermique effective comprend la résistance thermique interfaciale.
Note 3 à l’article: . Elle est exprimée par K × L.
3.8
résistance thermique interfaciale
R
i
type spécifique de résistance thermique apparaissant sur la surface de contact du matériau (résistance
thermique de contact), lorsque la résistance thermique due à la conduction thermique de la matière de
charge entre un espace vide et le matériau est supprimée
2
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en mètres carrés kelvin par watt (m ·K/W).
Note 2 à l’article: Elle est principalement générée entre la surface du matériau et la surface de contact.
3.9
température moyenne d’éprouvette
T
m
moyenne arithmétique des températures de la surface à température élevée et la surface à basse
température d’une éprouvette en régime permanent
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en kelvins (K).
Note 2 à l’article: Elle est simplement désignée par «température moyenne».
4 Principe
La conductivité thermique effective des adhésifs à conductivité électrique isotrope est mesurée par
la distribution de la température en régime permanent dans l’éprouvette à cartouche et dans les tiges
normalisées dans des conditions de flux thermique longitudinal. L’éprouvette à cartouche est intercalée
entre les tiges normalisées constituées de colonnes de section carrée ou cylindrique de conductivité
thermique connue.
NOTE Cette méthode est appelée «méthode comparative de flux thermique longitudinal en régime
permanent (méthode SCHF)», elle utilise des tiges normalisées pour mesurer le flux thermique q afin de calculer
la conductivité thermique effective. Cette méthode est utile pour les adhésifs à conductivité électrique isotrope
dont la conductivité thermique varie du fait de la résistance thermique interfaciale entre l’adhésif à conductivité
électrique isotrope et la surface chauffante.
5 Étendue de l’essai
L’étendue de mesure de la conductivité thermique d’un adhésif à conductivité électrique isotrope est
déterminée par sa conductance thermique. Les limites inférieure et supérieure de la conductance
thermique sont respectivement calculées à l’aide des Formules (1) et (2).
18,,51− 4
Kt≥2760 w (1)
sr r
où
25≤≤tw60,10≤≤60
rr
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ISO 16525-3:2014(F)
K ≤>100000 ()k 20
s eff
(2)
K ≤≤5000kk()20
s effeff
où
2
K est la conductance thermique de l’adhésif à conductivité électrique isotrope [W/(m ·K)]
s
( = k /t );
eff s
k est la conductivité thermique effective de l’adhésif à conductivité électrique isotrope [W/
eff
(m·K)];
t est l’épaisseur des tiges normalisées (mm);
r
t est l’épaisseur de l’adhésif à conductivité électrique isotrope (mm);
s
w est la longueur du côté de l’éprouvette (mm).
r
EXEMPLE La limite inférieure de la conductance thermique mesurable de l’adhésif à conductivité électrique
isotrope d’épaisseur t de 25 mm est indiquée ci-dessous:
r
2
a) 2 000 W/(m ·K), lorsque w = 10 mm
r
2
b) 800 W/(m ·K), lorsque w = 20 mm
r
2
c) 400 W/(m ·K), lorsque w = 30 mm
r
2
d) 200 W/(m ·K), lorsque w = 60 mm
r
NOTE La limite supérieure de la conductance thermique mesurable de l’adhésif à conductivité électrique
isotrope est indiquée ci-dessous:
2
a) 100 000 W/(m ⋅K), lorsque k = 50 W/(m·K)
eff
2
b) 100 000 W/(m ⋅K), lorsque k = 30 W/(m·K)
eff
2
c) 100 000 W/(m ⋅K), lorsque k = 20 W/(m·K)
eff
2
d) 50 000 W/(m ⋅K), lorsque k = 10 W/(m·K)
eff
2
e) 5 000 W/(m ⋅K), lorsque k = 1 W/(m·K)
eff
2
f) 2 500 W/(m ⋅K), lorsque k = 0,5 W/(m·K)
eff
6 Appareillage d’essai
6.1 Appareillage (général), composé de dispositifs de mesure, de chauffage, de refroidissement et de
régulation de pression. L’éprouvette à cartouche est intercalée entre les tiges normalisées supérieure et
inférieure de conductivité thermique connue. La chaleur s’écoule longitudinalement à travers l’éprouvette.
Un exemple d’appareillage d’essai est indiqué à la Figure 1.
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ISO 16525-3:2014(F)
F
P
L
BI
BH
H
TCP
RU
TC
GR
CT
S
GR
I
RL
C
BC
M
D
Légende
BC bloc réfrigérant L dynamomètre
BH bloc chauffant M système de mesure
BI bloc isolant P vis de régulation de pression
CT éprouvette à cartouche RL tige inférieure
C dispositif de refroidissement RU tige supérieure
L dispositif d’acquisition de données S adhésifs à conductivité électrique isotrope
F unité de réglage de pression TC thermocouple
GR graisse thermique TCP orifices de mesure de température
H dispositif de chauffage I isolant thermique
Figure 1 — Exemple de configuration d’appareillage d’essai de conductivité thermique par la
méthode SCHF
6.2 Système de mesure (M), comprenant une éprouvette (S), des tiges supérieure et inférieure (RU
et RL), un bloc chauffant (HH) avec élément chauffant intégré, un bloc réfrigérant (BC) et un isolant
thermique (I) qui couvre ces composants. Les tiges supérieure et inférieure (RU/RL) et l’éprouvette sont
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munies d’orifices (TCP) à l’intérieur desquels les thermocouples (TC) sont introduits pour mesurer le
gradient de température. Chaque orifice pour thermocouple a une profondeur d’au moins 5 mm.
Les thermocouples sont destinés à mesurer la distribution de température sur les tiges supérieure/inférieure
(RU/RL) et sur l’éprouvette (S). Les exigences relatives à ces thermocouples sont décrites ci-dessous. Si
des thermomètres sont utilisés en lieu et place des thermocouples, ces thermomètres doivent avoir des
performances équivalentes, voire supérieures, à celles des thermocouples.
a) Ils doivent être stables jusqu’à la température spécifiée dans la CEI 60584.
b) Ils doivent avoir une résistance mécanique adéquate, être capables de détecter une faible fluctuation
de température dans une plage où la force thermoélectromotrice ne varie pas, et présenter une
variat
...
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