PCB是电子设备的关键部件,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。碳化硅 (SiC) 基板;金刚石复合材料/微通道基板;能金属散热板(如扩散粘结铜板)。上海垂直导热散热基板高性能计算机
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。深圳日本散热基板薄膜散热电子领域:碳纳米散热基板广泛应用于各种电子器件的散热系统中,如计算机、手机、平板电脑等。

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。
PCB布局热敏感器件放置在冷风区。温度检测器件放置在热的位置。同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流下游。在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板。但在高碳纳米管含量或高温条件下,其热导率可能会受到负面影响。

碳纳米管等填料在聚合物中的分散程度是影响所制备的聚合物复合材料性能的关键,聚合物的机械性能、热稳定性以及导热导电效率等性能均受到填料分散程度的严重影响。然而,由于碳纳米管的尺寸效应和高的纵横比,其在聚合物基体中的团聚在所难免。改善CNTs分散程度的方法包括表面活性剂分散、超声波处理和表面官能化等方法。大量研究表明,在CNT含量较低的情况下,分散程度对复合材料导热性的影响效果明显,更好的分散可以提高CNT及复合材料的导热性,因为分散程度高可以保证在低填料浓度下形成网络结构。在复合材料中CNT含量较高的情况下,粒子间的平均距离是影响复合材料导热性的关键因素,因为CNT含量较高时,会形成越来越多的CNT / CNT界面,其热阻远低于CNT /聚合物复合材料的热阻。如同精密制造的喷丝板是化纤行业的“心脏”,散热基板则是现代电子工业的“基石”。深圳韩国散热基板超级电容器
散热基板的技术演进,支撑着从绿色能源到人工智能等各个领域的创新突破。上海垂直导热散热基板高性能计算机
碳纳米管取向和排列由于长径比大,碳纳米管在纵向上具有较高的导热性,而垂直方向上的相对导热系数要低得多,表现出传热性能的各项异性。由于其具有高导热性,制备的复合材料只需要添加少量碳纳米管即表现出所需的导热性。通过构造CNT阵列,CNTs可以在基体中定向排列,以制造具有各向异性的导热复合材料。使用化学气相沉积(CVD)方法制备定向CNT阵列;CNT复合薄膜采用原位注射成型的方法制造,可以保证CNT阵列在基体内的定向排列,同时使突出的尖头保持在基体表面外。研究显示分散的CNT对聚合物的导热性没有明显影响,而定向CNT可以明显增强聚合物的导热性。利用电场或磁场等外力也可以构造定向CNT阵列。上海垂直导热散热基板高性能计算机