浙江PCB散熱基板

碳納米管具有極高的軸向熱導(dǎo)率，因而在大功率電子器件散熱材料中被寄予厚望。然而，其小尺寸特性嚴(yán)重制約了其實(shí)際應(yīng)用，碳納米管之間及其與復(fù)合材料基體之間的接觸電阻、接觸熱阻均較大，從而使現(xiàn)有碳納米管復(fù)合材料熱導(dǎo)率均與人們的期望相距甚遠(yuǎn)。中科院蘇州納米所先進(jìn)材料部以自行宏量制備的碳納米管粉體為基礎(chǔ)，通過對(duì)其進(jìn)行不同基團(tuán)的功能化并與商用導(dǎo)熱硅脂復(fù)合，詳細(xì)考察了功能化對(duì)碳納米管在硅脂中的分散及其與硅脂界面浸潤性的影響，發(fā)現(xiàn)表面荷負(fù)電的羧基化碳納米管能夠?qū)崿F(xiàn)在硅脂中的高濃度分散并形成導(dǎo)熱良好的三維網(wǎng)絡(luò)，大幅降低導(dǎo)熱硅脂的傳熱阻抗。在此基礎(chǔ)上，以設(shè)計(jì)碳納米管的三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為目的，通過控制碳納米管的長(zhǎng)度、管徑等因素，制備出了具有理想三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的柔性碳納米管紙，其傳熱阻抗可低于導(dǎo)熱硅脂和商用散熱石墨片，且具備固態(tài)自支撐特性，在作為導(dǎo)熱界面材料時(shí)能夠在不污染器件表面的條件下實(shí)現(xiàn)高效傳熱。相較于傳統(tǒng)散熱材料，納米碳管的導(dǎo)熱性能更加優(yōu)異，能夠更快地傳導(dǎo)熱量，從而降低電腦等設(shè)備的溫度。浙江PCB散熱基板

四）絕緣性能對(duì)于許多電子設(shè)備中的散熱基板，尤其是應(yīng)用在高壓、高頻電路中的基板，絕緣性能是一項(xiàng)必不可少的重要指標(biāo)。良好的絕緣性能可以防止電路之間發(fā)生漏電、短路等電氣故障，保障電子設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。陶瓷基散熱基板和部分復(fù)合散熱基板在絕緣性能方面表現(xiàn)突出，能夠滿足對(duì)電氣安全要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景需求。（五）機(jī)械強(qiáng)度散熱基板需要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度，以承受電子元件的重量、安裝過程中的外力以及在使用過程中可能遇到的振動(dòng)、沖擊等情況，避免出現(xiàn)基板變形、破裂等損壞現(xiàn)象。不同類型的基板因材質(zhì)不同，機(jī)械強(qiáng)度也各有差異，例如金屬基散熱基板通常具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，而陶瓷基散熱基板雖然硬度較高，但相對(duì)脆性較大，在設(shè)計(jì)和使用時(shí)需要考慮相應(yīng)的防護(hù)措施來增強(qiáng)其整體的機(jī)械穩(wěn)定性。浙江耐高壓散熱基板超級(jí)電容器碳納米散熱基板的主要材料是碳納米管，這是一種由碳原子構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)，具有極高的導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度。

隨著運(yùn)算高速化和體積小型化，消費(fèi)電子類產(chǎn)品對(duì)散熱提出了更高要求。以金屬銅和鋁為主的散熱材料，熱輻射性能差，總體散熱效率目前已不能滿足消費(fèi)電子類產(chǎn)品對(duì)散熱的要求。中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司開發(fā)了碳納米管散熱涂料TNRC，提高金屬/非金屬材料表面熱輻射能力，加強(qiáng)散熱效果。碳納米管（CNTs）是散熱涂料理想的功能填料。CNTs被譽(yù)為世界上至黑的物質(zhì)，輻射系數(shù)接近1，也是目前世界被驗(yàn)證認(rèn)可的導(dǎo)熱材料之一。與顆粒狀的其它散熱填料相比，纖維狀的CNTs在涂層中更容易形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，還能對(duì)涂層產(chǎn)生明顯的增強(qiáng)增韌作用。基于CNTs優(yōu)異的散熱性能，中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司開發(fā)了水性環(huán)保型碳納米管散熱涂料TNRC。應(yīng)用結(jié)果表明：在材料表面涂覆TNRC，涂層導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到20W／m﹒K，熱輻射系數(shù)大于0.95，表面電阻大于106Ω。涂層同時(shí)具有良好的耐水性和耐酸堿性。TNRC可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)涂裝，施工過程環(huán)保且能耗極低，各項(xiàng)性能指標(biāo)處于國內(nèi)前端水平。

碳納米散熱材料的主要特點(diǎn)。高散熱性能：碳納米管具有極高的導(dǎo)熱性，能夠有效地將熱量從熱源傳導(dǎo)出去，從而顯著提高散熱效率。低熱膨脹率：這種材料的熱膨脹率非常低，這意味著它在溫度變化時(shí)尺寸變化很小，有助于保持設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。強(qiáng)度大：碳納米管復(fù)合材料具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，能夠承受較大的應(yīng)力而不容易斷裂。耐腐蝕性：該材料還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，適合在各種嚴(yán)苛環(huán)境下使用。絕緣性能：碳納米散熱基板的絕緣性能非常好，能夠防止電流泄漏，提高設(shè)備的安全性。無靜電產(chǎn)生：這種材料在加工和使用過程中不會(huì)產(chǎn)生靜電，從而避免了靜電噪聲對(duì)電子設(shè)備的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和碳納米技術(shù)的深入發(fā)展，碳納米散熱基板的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。

PCB是電子設(shè)備主要部件，包括電阻、芯片、三極管等，其中芯片發(fā)熱功率很高，常見CPU為70～300W，是主要發(fā)熱源。因PCB高集成化，其發(fā)熱功率不斷提升。過高溫度對(duì)電子設(shè)備性能、可靠性、壽命等嚴(yán)重不利。元器件溫度相關(guān)失效包括機(jī)械失效與電氣失效。機(jī)械失效是溫度變化時(shí)，結(jié)合的各種材料熱脹冷縮程度不同，造成材料變形、屈服、斷裂等。電氣失效是溫度變化導(dǎo)致元器件性能改變，如晶體管、芯片電阻等，進(jìn)而造成熱逸潰、電過載;同時(shí)溫度過高導(dǎo)致電子大量遷移和原子振動(dòng)加速，造成離子遷移不受控和電子轟擊原子現(xiàn)象，引發(fā)離子污染和電遷移。這將嚴(yán)重影響元器件的安全、穩(wěn)定、壽命等。元器件散熱分為芯片級(jí)、封裝級(jí)、系統(tǒng)級(jí)，芯片級(jí)和封裝級(jí)散熱從優(yōu)化材料和制造工藝入手，降低熱阻，而系統(tǒng)級(jí)散熱是使用合適的散熱結(jié)構(gòu)和冷卻技術(shù)設(shè)計(jì)符合需求的散熱系統(tǒng)，保證元器件能安全長(zhǎng)效工作。國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展組織提出，系統(tǒng)級(jí)冷卻是限制芯片能量損失增長(zhǎng)的主要原因。這表明高性能系統(tǒng)級(jí)散熱技術(shù)的重要性。碳納米涂層作為一種散熱材料，可以將碳納米管與多種其他材料結(jié)合，形成高效的散熱效果。福建碳納米管散熱基板

高導(dǎo)熱性：碳納米散熱基板能夠有效降低電子設(shè)備的熱峰值，減少元件損傷。浙江PCB散熱基板

碳納米管是由碳原子構(gòu)成的微納米尺度的管狀結(jié)構(gòu)材料，可分為單壁碳納米管（由單層碳原子經(jīng)過卷曲形成的管狀結(jié)構(gòu)）和多壁碳納米管（由多層碳原子組成的內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)）。單壁碳納米管室溫導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)6000W/m·K，多壁碳納米管的室溫導(dǎo)熱系數(shù)也達(dá)3000W/m·K，是熱導(dǎo)率高的材料之一，這與其結(jié)構(gòu)中碳原子間強(qiáng)的C - C鍵等因素有關(guān)，這種結(jié)構(gòu)賦予了碳納米管良好的熱傳導(dǎo)性能，使其成為散熱涂料和復(fù)合材料理想的功能填料。碳納米管經(jīng)過氬氣高溫煅燒后，硬度增加，這是由于碳納米管表面的碳原子重新排列形成了更平整、致密的晶體結(jié)構(gòu)。

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