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。散热基板的作用,可以理解为高功率电子器件的“热量高速公路”。深圳工程塑料散热基板薄膜散热
射流射流是一种高效的冷却方法,开始用于航天发动机,后来也用于大功率芯片,热流密度超过500W/cm2。驻点区射流方向变化,换热效率很高,但远离该区域冷却效果迅速下降,多喷嘴结构能解决这个问题。射流冷却研究集中于结构参数和工质。结构参数包括喷嘴直径、阵列等。此外,冲击面结构也会影响冷却效果,如锥形表面比平面能提高11%的冷却效果。工质方面对纳米流体、液体金属研究较多,它们比传统流体有更好的性能。Selimefendigil研究了纳米颗粒形状对射流的影响。Xiang发现与水相比,采用液态Ga,热阻下降29.8%。深圳工程塑料散热基板薄膜散热高频高速运行产生大量热量,散热基板(如氮化铝陶瓷)用于射频功放、天线等部件。

一、概述碳纳米散热基板是一种利用碳纳米材料的优异导热性能来实现高效散热的基板技术。碳纳米管(CNT)和石墨烯是常见的碳纳米材料,它们具有极高的导热系数,能够迅速将热量从热源传导到周围环境,从而有效地降低电子器件的工作温度。二、技术特点高导热性:碳纳米材料的导热系数远高于传统散热材料,如铝和铜,因此能够更快速地传导热量。轻量化:碳纳米材料的密度较低,使得散热基板的整体重量减轻,适用于便携式电子设备。良好的机械性能:碳纳米材料具有高的强度和高柔韧性,能够在保证散热性能的同时,提供良好的机械支撑。耐高温:碳纳米材料具有优异的耐高温性能,能够在高温环境下稳定工作。
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。氮化铝陶瓷基板因其高热导率,被认为是解决高功率器件散热问题的理想材料,但其制备技术长期被国外垄断。

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。SiC导热率可达500W/mK,金刚石更超过2000W/mK,能迅速扩散局部热点。江苏绝缘性散热基板金属基板散热
电气与机械性能:对于需要高电压绝缘的应用,陶瓷基板的耐压性能远优于有机材料的绝缘层。深圳工程塑料散热基板薄膜散热
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。深圳工程塑料散热基板薄膜散热