ASTM D5470 標準方法
Standard Test Method for Thermal Transmission Properties of Thermally Conductive Electrical Insulation Materials
ASTM D5470是由國際標準組織ASTM美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials International)所制定對熱導性電絕緣材料之熱傳輸的標準量測方法。該方法也稱為穩態熱板法,藉由以冷板和熱板對樣品的兩側施加壓力,並給予不同溫度形成溫度梯度,促使熱流量近似全部垂直通過樣品,測試樣品在不同厚度下於熱板與冷板之間的溫度差,來判斷樣品的導熱係數。
ASTM D5470為國內導熱矽膠片的主流量測標準,為薄型導熱電工絕緣材料的傳熱性最常使用的量測手法,此測試方法能模擬樣品在長期使用下的實際情況,並透過熱阻反映導熱係數,特別適合量測熱接觸材料以及接觸熱阻。
標準作法:
1. 依據樣品區分成3類:
- Type I 黏體 Viscous : 施加應力時,可隨意變形之黏性液體。包括液體化合物,如油脂、糊劑、相變材料。這些材料沒有任何彈性行為,且在消除應力後能輕易恢復到初始形狀。
- Type II : 黏彈性固體 Viscoelastic solid : 施加之應力會被內部材料應力平衡,從而限制變形的黏彈性固體。包括凝膠、橡膠。這些材料表現出線性彈性特性。
- Type III : 彈性固體 Elastic solid : 在施加應力後,形變量可忽略不計的固體。包括陶瓷、金屬與某些塑膠。
- Type I : 稍施加壓力將多餘液體擠出,並加熱使其相變
- Type II: 並根據樣品硬度施加10~500psi之壓力使其厚度壓縮約5~10%密合。
- Type III: 塗上導熱油,放置於平台上,並施加100~500psi之壓力將多餘的油脂擠出。
3. 樣品必須具備良好的平滑度,且光滑程度在0.4微米內,並平行於5微米內。
4. 給予樣品穩定熱流,使樣品的溫度保持為穩定的50℃。
5. 當熱阻抗在5分鐘內之變化量小於1%,或是樣品的溫度變化為±0.1℃則表示系統呈現穩定,即可開始記錄。
6. 以至少為3個樣品的標準厚度重複做量測。若為需要疊放的樣品,依序量測1層、2層、3層,若為各個不同厚度的樣品,則是單獨測量各樣品。
ASTM D5470作為穩態量測的主要方法,由於熱流在量測中將通過整個樣品,且量測時間較長,所以量測數據將更加接近樣品的實際量測工況。但同樣因為量測中包含到了接觸熱阻,且並沒有對兩側的熱散失做規範,因此量測數據與材料本身的熱傳導係數會有所差異,並且其量測時間容易被拉長。