通过微纳加工技术对散热基板的结构进行精细优化,如在基板内部构建微纳尺度的热传导通道、热管结构等,增加热量传递的路径和效率,进一步降低热阻。同时,利用微纳结构来调控材料的热学性能,实现对散热的精细控制,使散热基板能够更好地适应不同电子元件的散热需求,提高电子设备的整体散热效能。(三)多功能一体化集成散热基板有望朝着多功能一体化的方向发展,不仅具备散热功能,还能集成温度监测、自动调节散热策略、电磁屏蔽等多种功能。例如,在基板内嵌入微型温度传感器和智能控制芯片,根据实时温度自动调整散热方式和强度,或者通过添加特殊的电磁屏蔽材料,在散热的同时防止电磁干扰,提高电子设备的稳定性和安全性,减少外部因素对电子设备性能的影响。碳纳米管作为一种先进的纳米材料,其制造成本可能相对较高,尤其是在大规模生产时。福建散热基板
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%。江苏散热基板锂离子电池碳纳米材料优异的荧光性能和生物相容性可以实现对生物组织和细胞的高分辨率成像。

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。
在环保理念日益深入人心的背景下,散热基板的研发和生产将更加注重绿色环保和可持续发展。选用环保型的原材料,优化生产工艺以减少能源消耗和废弃物排放,同时探索可回收利用的散热基板材料和结构,降低电子废弃物对环境的影响,实现电子设备散热部件从生产到使用再到废弃全生命周期的绿色发展。散热基板作为电子设备散热领域的关键部件,随着技术的不断进步和创新,必将在保障电子设备性能、提升其稳定性和可靠性方面持续发挥重要作用,助力电子技术在各个领域的蓬勃发展,为人们带来更加高效、便捷且稳定的电子设备使用体验。航空航天:碳纳米板材可以制备出轻量级度的航空材料,有助于减轻飞行器的重量,提高飞行效率。

四)绝缘性能对于许多电子设备中的散热基板,尤其是应用在高压、高频电路中的基板,绝缘性能是一项必不可少的重要指标。良好的绝缘性能可以防止电路之间发生漏电、短路等电气故障,保障电子设备的安全稳定运行。陶瓷基散热基板和部分复合散热基板在绝缘性能方面表现突出,能够满足对电气安全要求较高的应用场景需求。(五)机械强度散热基板需要具备一定的机械强度,以承受电子元件的重量、安装过程中的外力以及在使用过程中可能遇到的振动、冲击等情况,避免出现基板变形、破裂等损坏现象。不同类型的基板因材质不同,机械强度也各有差异,例如金属基散热基板通常具有较好的机械强度,而陶瓷基散热基板虽然硬度较高,但相对脆性较大,在设计和使用时需要考虑相应的防护措施来增强其整体的机械稳定性。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。上海垂直导热散热基板太阳能电池
碳纳米散热基板的主要材料是碳纳米管,这是一种由碳原子构成的管状结构,具有极高的导热性和机械强度。福建散热基板
碳纳米管是由碳原子构成的微纳米尺度的管状结构材料,可分为单壁碳纳米管(由单层碳原子经过卷曲形成的管状结构)和多壁碳纳米管(由多层碳原子组成的内外套管结构)。单壁碳纳米管室温导热系数高达6000W/m·K,多壁碳纳米管的室温导热系数也达3000W/m·K,是热导率高的材料之一,这与其结构中碳原子间强的C - C键等因素有关,这种结构赋予了碳纳米管良好的热传导性能,使其成为散热涂料和复合材料理想的功能填料。碳纳米管经过氩气高温煅烧后,硬度增加,这是由于碳纳米管表面的碳原子重新排列形成了更平整、致密的晶体结构。
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