国家标准计划《高导热陶瓷基片导热系数和热扩散系数的测试 瞬态平面热源法》由 TC194（全国工业陶瓷标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国建筑材料联合会。

主要起草单位 中材高新氮化物陶瓷有限公司 、山东工业陶瓷研究设计院有限公司 。

半导体器件正沿着大功率化、高频化、集成化的方向发展，快速散热、杂服役环境（颠簸、震动等），对半导体封装服役可靠性提出了很高要求。

迫切需求兼具高热导率、优良力学性能、热膨胀系数匹配好的的陶瓷基板材料。

第三代SiC半导体功率器件是新能源汽车的核心部件，可有效降低能量损耗，提高续航里程。

氮化硅陶瓷基片是SiC半导体功率器件封装的最佳匹配，广泛应用于新能源汽车、高铁、航空航天和军工电子技术等领域。

全球范围内可实现批量化制造高导热氮化硅陶瓷基片的企业全部在日本，包括东芝材料、电气化学、京瓷、丸和、日本精密陶瓷等公司。

高导热氮化硅陶瓷基片全部被日本企业垄断，并限制出口，严重制约我国新能源产业安全。

因此，《高导热陶瓷基板导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》标准的制定，填补国内高导热陶瓷基板热导测试标准的空白。

对功率电子器件用产品试验方法进行标准化，将有助于规范行业市场，推动国内第三代SiC半导体功率器件、新能源汽车等产业的发展具有积极的引领作用，具有显著的经济效益和良好的社会效益。

热导率作为高导热陶瓷基板评价重要参数，测试过程中存在着标准缺失的情况。

一方面，现有部分标准不能直接测量热传播，需要大量的时间，及会受到接触热阻的影响、需要特别的样品制备。

另一方面，现有标准样品厚度均超过了流延基片自身厚度，通过其他方式制得的较厚样品又无法实际反应流延工艺的真实情况。

新报批的高热导率陶瓷导热系数检测虽然降低了样品厚度，但对于热导率较高的陶瓷基片仍然建议样品最佳厚度≥0.5mm才能获得较高的测试精度。

高导热陶瓷基板瞬态平面热源测试法热导测试标准的缺失，生产企业生产、检测方法不规范，用户企业及检测机构没有检测选用的依据，上下游之间、国内企业与国外企业之间无法进行测试方法对标。

国内高导热陶瓷基板研究开发较晚，日本在技术、市场方面占有绝对的领先权，且对我国实行禁运，氮化硅高导热陶瓷基板相对其他基片材料拥有一系列优良特性，目前国内没有高导热陶瓷基板瞬态平面热源热导测试方法标准，导致企业之间、国内与国外企业之间无法对标，给交流带来了很大的障碍。

严重影响国内第三代半导体功率器件、新能源产业的发展。

公司开展了高导热Si3N4陶瓷基片的共性关键技术研发工作，开发的基片产品性能与日本同类产品接近。

公司建设了高导热氮化硅陶瓷基片流延成型生产线，突破了基片批量化制备技术。

本标准适用于高导热陶瓷基板平板及单面方法的导热系数和热扩散系数测试，测试范围分别为1W／(m·K)<λ<500 W/(m·K)和试验温度范围为-50℃～/300℃、样品厚度在0.1-7mm范围内的材料。同等范围内其它均匀、各项同性固体材料，不适用于非均匀或各项异性材料。 标准规定了高导热陶瓷基板导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法的术语和定义、符号、试验原理和装置、试验和试验报告。 1、测试总时间 total measuring time：测试时施加恒定直流电的时间，即测试样品时的设置时间。 2、计算时间 time window：测试总时间中用于试验数据分析的时间段。 3、探测深度 probing depth：探头放热后，样品中检测到的热脉冲沿热流方向达到的最大距离。 4、导热系数 thermal conductivity：在稳态传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1K，在1h内通过1㎡面积传递的热量。 5、热扩散系数 thermal diffusivity：材料被加热或冷却时，其内部温度趋于一致的能力，是材料导热系数与其比热容和密度乘积的比值。 6、瞬态平面热源测试法 transient Plane Source Method, TPS 基于无限大介质中阶跃加热的圆盘形热源产生的瞬态温度响应，利用热阻性材料做成一个平面的探头，同时作为热源和温度传感器。 7、可使用探测深度probe depth is available：样品边缘到探头边缘的最短距离。 8、总体温升total temperature increase：测试时，施加功率和固定时间后，造成总体温度的变异量。 9、隔热材料heat insulation material：比待测试样至少低10倍热导系数的材料。