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。IGBT、MOSFET等功率模块中,散热基板(如陶瓷基板)可提高散热效率,提升可靠性。深圳聚合物散热基板锂离子电池
高散热基板,碳纳米管基板,它是将碳纳米管(CNT)嵌入氧化铝粉末颗粒并与高分子材料混合而成,已成为韩国新的PCB绝缘材料。其特点包括很强散热性能、极低的热膨胀率、强大的强度、优异的耐腐蚀性、出色的绝缘性能以及无静电产生,从而有效解决了PCB散热问题和加工过程中因静电产生的不良静电噪声问题。利用这种碳纳米管复合材料制作的半固化片,在与铜板热压成覆铜板(CCL)后,其散热性能远超MCCL和陶瓷基板。此外,采用我们的半固化片制作的CCL基板,相较于陶瓷基板,具有以下优势:1.成本效益,比陶瓷板更经济,降低了整体成本。2.垂直散热性能很好,散热效果更佳。3.固化时收缩率可控,裁切、倒角、冲孔等加工过程更为便捷。4.材料坚固,不易破碎,加工过程中破损率极低。5.返工修复过程简便,需修复部分工序。6.重量轻,比重为1.9,远轻于陶瓷的3.3-3.9。7.热膨胀率极低,保证了电路板的稳定性。8.适用于多层电路板的制作。上海绝缘性散热基板高性能计算机碳纳米材料能够迅速将热量从热源传递到散热装置外部,有效降低电子设备内部的温度。

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。
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。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。碳纳米管应变小于铝基板的特性使得碳纳米管在承受载荷时能够承受较大的应力而不易断裂。安徽复合材料散热基板锂离子电池
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。深圳聚合物散热基板锂离子电池
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。深圳聚合物散热基板锂离子电池