液冷散热液冷性能好于风冷,因为液体比热容远大于空气。常规液冷热流密度达24W/cm2,微通道液冷热流密度可超过790W/cm2。液冷包括浸没冷却和液冷板。浸没冷却是将设备浸入导热性强、导电性弱的冷却剂中,已用于数据中心、基站冷却。浸没冷却运行参数对冷却效果影响很大,系统循环速度更快、供液温度更低都有利于冷却。液冷板对封装要求更低,可直接接触元器件,应用场景更多。优化通道结构能强化换热。Jiang发现V型肋通道传热性能是光滑通道的2.1倍,因为侧壁边界层被破坏形成二次流,使主流直接与壁面换热。肋片虽能优化传热,但带来更大的流动阻力,为此Chen采用拓扑对矩形通道冷板(RCP)和蛇形通道冷板(SCP)优化得到TCP-RCP和TCP-SCP,如图2所示,优化模型减小流动阻力同时强化散热,TCP最高温度分别降低0.27%和1.08%,温差分别降低19.50%和41.88%。如需要高性能、轻质和特殊功能的应用更倾向于选择碳纳米基板,而需要良好散热和较低成本则可能选择铝基板。深圳MCCL散热基板5G基站外壳
基站设备:通信基站中的各类电子设备,如收发信机、滤波器等,长时间高负荷运行会产生大量热量。散热基板可以有效降低设备温度,提高设备的可靠性和稳定性,减少故障发生概率,保障通信网络的正常运行38.光通信模块:光通信模块在数据传输过程中会产生热量,影响其性能和寿命。散热基板能够为光通信模块提供良好的散热条件,确保其高效稳定地工作,满足高速数据传输的需求。LED照明行业LED灯具:LED在工作时只有一部分电能转化为光能,其余大部分电能都转化为热能。如果热量不能及时散发出去,会导致LED芯片温度过高,从而影响其发光效率、显色性和寿命。散热基板可以有效降低LED灯具的温度,提高其性能和可靠性,延长使用寿命。深圳MCCL散热基板5G基站外壳当碳纳米管和铝基体在相同应力下,碳纳米管的应变明显小于铝基体。

四)工业电子领域在工业自动化控制设备中,如大功率变频器、伺服驱动器等,内部的功率半导体器件(如IGBT等)发热量大,需要可靠的散热措施。氧化铝陶瓷散热基板或金属-陶瓷复合散热基板常被应用于此,通过良好的散热性能维持这些器件的正常工作温度,确保工业设备的精确控制和稳定运行,避免因过热引发的生产中断或设备损坏等问题,保障工业生产的高效性和连续性。五、散热基板的发展趋势(一)高性能材料研发未来,科研人员将继续致力于研发具有更高导热系数、更低热阻以及更好热匹配性的新材料作为散热基板。例如,探索新型陶瓷材料、碳纳米材料与金属的复合工艺,开发出能在极端高温、高功率密度环境下仍具备杰出散热性能的基板材料,以满足航空航天、高级芯片等领域不断提升的散热需求。
随着运算高速化和体积小型化,消费电子类产品对散热提出了更高要求。以金属铜和铝为主的散热材料,热辐射性能差,总体散热效率目前已不能满足消费电子类产品对散热的要求。中国科学院成都有机化学有限公司开发了碳纳米管散热涂料TNRC,提高金属/非金属材料表面热辐射能力,加强散热效果。碳纳米管(CNTs)是散热涂料理想的功能填料。CNTs被誉为世界上至黑的物质,辐射系数接近1,也是目前世界被验证认可的导热材料之一。与颗粒状的其它散热填料相比,纤维状的CNTs在涂层中更容易形成导热网络,还能对涂层产生明显的增强增韧作用。基于CNTs优异的散热性能,中国科学院成都有机化学有限公司开发了水性环保型碳纳米管散热涂料TNRC。应用结果表明:在材料表面涂覆TNRC,涂层导热系数可达到20W/m﹒K,热辐射系数大于0.95,表面电阻大于106Ω。涂层同时具有良好的耐水性和耐酸碱性。TNRC可实现微米级涂装,施工过程环保且能耗极低,各项性能指标处于国内前端水平。纳米碳散热铜箔结合了铜箔的高导热性和纳米碳的高热辐射效能,能将热能迅速转换为红外线射频。

材质特性:铜的导热系数非常高,可达380-400W/m・K左右,是一种极为出色的导热材料。此外,铜还具有良好的机械强度和耐腐蚀性,能够承受一定的外力冲击以及恶劣的工作环境。结构与散热机制:铜基散热基板同样有多种结构形式,如平板式铜基板,将电子元件产生的热量迅速收集并在铜基板内快速传导,由于其高导热性,热量能快速扩散至整个基板;还有采用铜柱、热管等与铜基板相结合的复合结构,进一步提升散热效率,热管内的工质在受热蒸发后将热量传递到散热端,再通过冷凝回流,形成高效的热量转移循环。应用场景:常用于对散热要求极高的电子设备,像高功率的服务器芯片、高性能图形处理器(GPU)等,凭借其杰出的导热性能,确保这些发热量大的元件能及时散热,维持稳定工作状态。在电子、航空航天、汽车等领域具有广泛的应用前景。碳纳米管散热基板超级电容器
高效导热:碳纳米管和纳米颗粒的结合使得散热基板具有高效的导热性能,能迅速将热量从热源传递到散热表面。深圳MCCL散热基板5G基站外壳
电机控制器:新能源汽车的电机控制器是部件之一,其中的功率半导体模块在工作时会产生大量热量。散热基板能够有效降低模块温度,提升其性能和可靠性,延长使用寿命,保障汽车的正常运行178.电池管理系统:电池管理系统中的电子元件也需要良好的散热,以确保对电池的精确监测和管理,防止因过热导致电池性能下降或安全隐患。功率放大器:在通信基站、雷达等设备率放大器需要处理高功率信号,产生大量热量。散热基板有助于提高功率放大器的效率和稳定性,保证信号的准确传输。集成电路:随着集成电路的集成度不断提高,芯片的功耗也相应增加,散热问题愈发关键。散热基板能够将芯片产生的热量及时散发出去,防止芯片因过热而出现性能下降、寿命缩短甚至损坏等问题。深圳MCCL散热基板5G基站外壳