前沿導熱產品及“薄膜”導熱系數測試方法探討

深圳金菱通達（GLPOLY）研發中心@cheney 您好！
您的問題隱含了兩個方面，包括：
最小施工（應用）厚度在 30 微米以下的導熱產品；
厚度在 0.1mm 以下，尤其 30 微米以下“薄膜”導熱系數的測試方法，是目前導熱系數測試方法的前沿新課題，需要各課題組自行創新設計才能解決。
為此，金菱通達（GLPOLY）研發中心答復如下，僅供參考。
1）第一個問題，最小施工（應用）厚度在 30 微米以下的導熱產品，基本情況：
a) 高聚物基絕緣導熱材料

金菱通達已經開發了最小施工（應用）厚度在 30 微米以下的單組份非固化型導熱膠，是目前最為前沿的一款產品。請見附件《XK-G260 高溫壓敏導熱膠(TDS)》，總熱阻隨界面壓力升高而顯著減小，當界面壓力≥1.2MPa 時，界面總熱阻低至 0.00004 m2.K/W， 可以工業化使用。

b) 液態金屬導電導熱材料
最小施工（應用）厚度可達 6.4 微米以下，界面總熱阻低至 0.000003 m2.K/W。 但是價格是單組份非固化型導熱膠的 2000～10000 倍，有劇毒、環境毒害性極大， 無 法大規模工業化應用。
2）第二個問題，厚度在 30 微米以下“薄膜”導熱系數的測試方法，基本情況
c)試驗方法一
例如 GB/T 10294(等效 ISO 8302)\ASTM C 177,僅適合于厚度在 10mm 以上的隔熱材料，與今天討論的應用范圍不相干，可以舍棄不予理會。
c) 試驗方法二（經過優選變異）
例如 ASTM D 5470，當試樣厚度小于 0.1mm 時，由于存在固有的接觸熱阻與總熱阻的占比很高，導致產生類似于量子力學上的“測度準”現象。 所以，ASTM D 5470 法不可直接應用。我司目前基于上限研發經費節約的原則， 自主設計了 ASTM D 5470 變異間接法——
在厚度 0.1～3.0mm 范圍內，設置 4 個步距的試樣厚度，在假定界面接觸熱阻不隨厚度變化的常數基礎上，建立傳熱數理模型，分別在 4 個步距樣品厚度各用多個平行試樣測試其表觀導熱系數，再根據傳熱數理模型回歸出機理曲線方程，最后解析出試樣厚度為“0”的接觸熱阻和材料任意厚度的“本征導熱系數”。這個方法類似于材料“密度”無法直接測量，只能通過測定重量和體積來換算的原理一致。我司在中國科學院高能物理研究所的一個項目上，采用該法測試的平行子樣總數超過 300 多個，確認了接觸熱阻和本征導熱系數，被該項目的中美法三國科學家認可。
d) 試驗方法三
雖然閃光法可以測試到更薄的試樣厚度達0.02mm，但是由于購買該儀器的單價高達 45～70w，多組平行子樣總數的委外測試費用依然昂貴，我司暫時未采用該法測試，其數據離散性不詳。