PCB是电子设备主要部件,包括电阻、芯片、三极管等,其中芯片发热功率很高,常见CPU为70~300W,是主要发热源。因PCB高集成化,其发热功率不断提升。过高温度对电子设备性能、可靠性、寿命等严重不利。元器件温度相关失效包括机械失效与电气失效。机械失效是温度变化时,结合的各种材料热胀冷缩程度不同,造成材料变形、屈服、断裂等。电气失效是温度变化导致元器件性能改变,如晶体管、芯片电阻等,进而造成热逸溃、电过载;同时温度过高导致电子大量迁移和原子振动加速,造成离子迁移不受控和电子轰击原子现象,引发离子污染和电迁移。这将严重影响元器件的安全、稳定、寿命等。元器件散热分为芯片级、封装级、系统级,芯片级和封装级散热从优化材料和制造工艺入手,降低热阻,而系统级散热是使用合适的散热结构和冷却技术设计符合需求的散热系统,保证元器件能安全长效工作。国际半导体技术发展组织提出,系统级冷却是限制芯片能量损失增长的主要原因。这表明高性能系统级散热技术的重要性。散热基板是一种用于管理电子设备热量的关键组件。安徽纳米复合石墨烯散热基板锂离子电池
碳纳米管因其高热导率、良好的机械性能和化学稳定性,被广泛应用于散热材料中。它们可以有效地传导热量,降低电子设备的工作温度,提高设备的可靠性和寿命。常见的应用包括高性能计算机的CPU散热片、LED灯的散热器以及各种电子仪器的散热组件。碳纳米材料具有独特的物理和化学性质,如强度、高导电性、高热稳定性等,被广泛应用于电子、能源、航空航天等领域。常见的碳纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维等。这些材料的研究和开发为新型复合材料、高效能源存储和转换器件提供了新的思路和方法。浙江轻量散热基板薄膜散热在电子领域,碳纳米板可以用作电池的电极材料和高效的电子储存器。

电子元件在工作时会产生较多热量,为了尽快散热,通常要加装金属散热片。但是金属表面的热辐射系数很低,在没有对流传热的条件下,汇集到金属表面的热量很难散发出去。通过涂层技术改善金属表面的热辐射效率,是提高金属材料散热性能的重要途径。在电子工业迅速发展的现在,散热涂料广受关注。碳纳米管(CNTs)是散热涂料理想的功能填料。CNTs是目前世界上已知的良好的导热材料之一。CNTs是一维纳米材料,比表面积大,被誉为世界上黑的物质,辐射系数接近1。纳米纤维状的CNTs,与颗粒状的其它散热填料相比,更容易形成导热网络,对涂层增强增韧效果明显,涂层很薄时,比如5-10微米,就能形成均匀光洁、机械性能优异的膜。碳纳米管散热涂料以辐射能力强、涂层薄、热阻小为明显特征,可以激发金属散热器表面的共振效应,明显提高远红外发射效率,加快热量从散热器表面的快速散发。适用于薄膜散热、金属基板散热、LED灯基座散热、电器外壳散热。
三)汽车电子领域新能源汽车的发展对电子设备的散热提出了更高要求。在电动汽车的电机控制器率模块工作时会产生大量热量,金属-陶瓷复合散热基板或铜基散热基板被用于此处,一方面保证电气绝缘,防止漏电短路影响汽车行驶安全,另一方面快速将热量散发出去,保障电机控制器的稳定工作,进而确保电动汽车的动力输出和行驶性能。同时,汽车的车载娱乐系统、自动驾驶辅助系统等电子设备,也需要散热基板来解决散热问题,防止因高温导致系统故障,保障行车安全和舒适性。相较于传统散热材料,纳米碳管的导热性能更加优异,能够更快地传导热量,从而降低电脑等设备的温度。

导热系数是衡量散热基板导热能力的指标,它反映了材料在单位时间内传导热量的快慢程度,单位为瓦特每米开尔文(W/m・K)。导热系数越高,意味着基板能够更迅速地将电子元件产生的热量传导出去,对于保障电子设备的散热效率至关重要。不同类型的散热基板因其材料和结构差异,导热系数有较大不同,如前面提到的铜基散热基板导热系数高于铝基散热基板,这也是在高散热需求场景下优先选择铜基基板的重要原因之一。如前面提到的铜基散热基板导热系数高于铝基散热基板,这也是在高散热需求场景下优先选择铜基基板的重要原因之一。碳纳米散热基板是一种采用碳纳米技术制作的散热基板。福建耐高压散热基板燃料电池
碳纳米涂层作为一种散热材料,可以将碳纳米管与多种其他材料结合,形成高效的散热效果。安徽纳米复合石墨烯散热基板锂离子电池
金属-陶瓷复合散热基板:材质特性:这种复合基板结合了金属的高导热性和陶瓷的高绝缘性、耐高温等优点,通过特定的工艺将金属层与陶瓷层紧密结合在一起,例如采用扩散焊接、热压烧结等方法,使二者之间形成良好的热传导界面,协同发挥作用。结构与散热机制:一般金属层位于底部,负责快速收集和传导热量,陶瓷层则在中间或上方,起到绝缘和辅助散热的作用,同时保护上方的电子元件免受高温影响。热量从电子元件传递至陶瓷层,再经陶瓷层传导至金属层,由金属层将热量散发出去,有效解决了既有散热需求又有绝缘要求的难题。应用场景:在新能源汽车的电机控制器、工业自动化控制设备中的大功率变频器等既需要高效散热又要保证电气安全的电子系统中应用较多,满足复杂工况下的散热和电气性能双重要求。安徽纳米复合石墨烯散热基板锂离子电池