CSTM(B)051-2022 热界面材料接触热阻 光热辐射法(编制说明)

团体标准T/CSTMXXXXX-202X

《热界面材料界面热阻光热辐射法》编制说明

1.任务来源及简要过程

1.1任务来源

本标准为基于广东省重点领域研发计划，5G通信关键材料及应

用“5G通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发”项目需求，

针对5G用高性能热界面材料（导热垫片、导热凝胶）导热性能测试

开发方法和建立标准。本标准中国材料与试验团体标准委员会电子材

料领域委员会（CSTM/FC51）提出。由中国材料与试验团体标准委员

会电子材料领域委员会（CSTM/FC51）或电子组装材料标准化技术委

员会（CSTM/FC51/TC03）归口。

1.2工作过程

《热界面材料界面热阻测试方法》标准制定于2022年1

月启动，主要由中国科学院深圳先进技术研究院负责初稿起

草。

2.编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

编制原则

通过对现有导热测试标准进行收集和调研，结合该领域内学术界

的研究现状，并考虑到标准的科学性，先进性以及适用性，最终选定

以频域调制的光热辐射法为依据，制定标准，指导对高性能热界面材

料于接触面间的接触热阻的测量表征。

确定主要内容的论据

由于针对热界面材料与不同接触表面的接触热阻进行测量，因而

1

需要方便的进行工作表面切换，故基于ASTMD5470-95（薄型导热固

态电绝缘材料热传输特性的标准测试方法）ASTMD6744-01（采用保

护热流计技术测定阳极碳热导率标准试验方法）ASTME1225-04（采

用保护比较式纵向热流技术测定固体热导率标准试验方法）ASTM

E1530-06（采用防护热流计技术评价材料热阻的标准测试方法），

ASTMF433-02（垫片类材料热导率评价标准规程）等标准的接触式测

量方法因无法改变工作表面而不能采用。并且，该领域内现有标准主

要针对材料热导率或热扩散系数测试，还未有针对接触热阻的相关标

准。考虑到学术界已经对接触热阻有了相当的研究，而在众多测试方

法中，频域调制光热辐射法由于其测试灵活，仪器相对简单因而比较

适合制定标准进行推广。

解决的主要问题

本标准的制定，要解决的主要问题在于建立合适的接触模型以实

现目标接触热阻的测量，优化测量的精度，敏感度以及一致性。如要

选择合适的材料作为传感层，既要容易制备，又要性能稳定，更重要

的是要有足够的光热转换能力以及热辐射系数。

3.主要实验（或验证）结果的分析

采用本标准规定的实验系统和方法测试了碳纤维导热垫，相变导热

膜，液态金属三种热界面材料与硅片之间的接触热阻，测试结果如下

表所示。

表1几种热界面材料与硅片接触热阻测试结果

接触热阻（×10-6

样品平均值相对精度

(K·m2)/W

2

3.91

碳纤维

3.813.5614.4%

导热垫

2.97

1.31

相变导

1.581.459.3%

热膜

1.46

0.61

液态金

0.930.6250.3%

属

0.31

从表中可以看出，对于不同的热界面材料，测试的精确度和不确定度

也有不同，通常，界面热阻的绝对值越小，对其的测量越困难，不确

定度也越大。

4.知识产权情况说明

本标准不涉及任何专利

5.采用国际标准和国外先进标准的情况

本标准按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分标

准的结构和编写》和GB/T20000.1-2002《标准化工作指南第1部

分：标准化和相关活动的通用词汇》的相关规定，进行标准编写。在

标准框架、结构和内容等方面符合这些标准的

要求。

本标准注重科学性、先进性，并努力保证标准技术要求的科学性

和可操作性。

3

6.与现行相关法律法规、规章及相关标准的协调性

本标准不属于强制性标准，不涉及相关法律、法规。

7.重大分歧意见的处理经过和依据

本标准还未进入征集意见阶段

8.标准性质的建议

本标准为推荐性行业标准

9.贯彻标准的要求和措施建议

无

10.替代或废止现行标准的建议

无

11.其它应予说明的事项

无

4

团体标准T/CSTMXXXXX-202X

《热界面材料界面热阻光热辐射法》编制说明

1.任务来源及简要过程

1.1任务来源

本标准为基于广东省重点领域研发计划，5G通信关键材料及应

用“5G通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发”项目需求，

针对5G用高性能热界面材料（导热垫片、导热凝胶）导热性能测试

开发方法和建立标准。本标准中国材料与试验团体标准委员会电子材

料领域委员会（CSTM/FC51）提出。由中国材料与试验团体标准委员

会电子材料领域委员会（CSTM/FC51）或电子组装材料标准化技术委

员会（CSTM/FC51/TC03）归口。

1.2工作过程

《热界面材料界面热阻测试方法》标准制定于2022年1

月启动，主要由中国科学院深圳先进技术研究院负责初稿起

草。

2.编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

编制原则

通过对现有导热测试标准进行收集和调研，结合该领域内学术界

的研究现状，并考虑到标准的科学性，先进性以及适用性，最终选定

以频域调制的光热辐射法为依据，制定标准，指导对高性能热界面材

料于接触面间的接触热阻的测量表征。

确定主要内容的论据

由于针对热界面材料与不同接触表面的接触热阻进行测量，因而

1

需要方便的进行工作表面切换，故基于ASTMD5470-95（薄型导热固

态电绝缘材料热传输特性的标准测试方法）ASTMD6744-01（采用保

护热流计技术测定阳极碳热导率标准试验方法）ASTME1225-04（采

用保护比较式纵向热流技术测定固体热导率标准试验方法）ASTM

E1530-06（采用防护热流计技术评价材料热阻的标准测试方法），

ASTMF433-02（垫片类材料热导率评价标准规程）等标准的接触式测

量方法因无法改变工作表面而不能采用。并且，该领域内现有标准主

要针对材料热导率或热扩散系数测试，还未有针对接触热阻的相关标

准。考虑到学术界已经对接触热阻有了相当的研究，而在众多测试方

法中，频域调制光热辐射法由于其测试灵活，仪器相对简单因而比较

适合制定标准进行推广。

解决的主要问题

本标准的制定，要解决的主要问题在于建立合适的接触模型以实

现目标接触热阻的测量，优化测量的精度，敏感度以及一致性。如要

选择合适的材料作为传感层，既要容易制备，又要性能稳定，更重要

的是要有足够的光热转换能力以及热辐射系数。

3.主要实验（或验证）结果的分析

采用本标准规定的实验系统和方法测试了碳纤维导热垫，相变导热

膜，液态金属三种热界面