金属-陶瓷复合散热基板:材质特性:这种复合基板结合了金属的高导热性和陶瓷的高绝缘性、耐高温等优点,通过特定的工艺将金属层与陶瓷层紧密结合在一起,例如采用扩散焊接、热压烧结等方法,使二者之间形成良好的热传导界面,协同发挥作用。结构与散热机制:一般金属层位于底部,负责快速收集和传导热量,陶瓷层则在中间或上方,起到绝缘和辅助散热的作用,同时保护上方的电子元件免受高温影响。热量从电子元件传递至陶瓷层,再经陶瓷层传导至金属层,由金属层将热量散发出去,有效解决了既有散热需求又有绝缘要求的难题。应用场景:在新能源汽车的电机控制器、工业自动化控制设备中的大功率变频器等既需要高效散热又要保证电气安全的电子系统中应用较多,满足复杂工况下的散热和电气性能双重要求。散热基板不再是孤立部件,而是能与风冷/液冷等不同散热器对接的模块化平台。垂直导热散热基板太阳能电池
碳纳米管(CNTs)是散热涂料理想的功能填料。CNTs是良好导热材料之一。CNTs是一维纳米材料,比表面积大,被誉为世界上极黑的物质,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。福建散热基板薄膜散热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。

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。
高发热器件加散热器、导热板当PCB中有少数器件发热量较大时(少于3个)时,可在发热器件上加散热器或导热管,当温度还不能降下来时,可采用带风扇的散热器,以增强散热效果。当发热器件量较多时(多于3个),可采用大的散热罩(板),它是按PCB板上发热器件的位置和高低而定制的特定散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上,与每个元件接触而散热。但由于元器件装焊时高低一致性差,散热效果并不好。通常在元器件面上加柔软的热相变导热垫来改善散热效果。碳纳米基板是由碳纳米材料构成的基板,具有强度高、轻质化、导电性和导热性强等优点。

材质特性:以碳纤维、石墨等碳材料为基础,复合其他高导热材料(如铜、铝等金属)制成。碳材料本身具有良好的导热性、低密度以及优异的热稳定性,与金属复合后能进一步优化散热性能,同时还能根据需要调整复合比例和结构来满足不同的应用需求。结构与散热机制:其结构形式多样,有的采用碳纤维编织增强的方式,在碳纤维基体中融入金属颗粒,形成三维网络结构,热量可沿着碳纤维和金属颗粒构成的通道快速传导;还有的是在石墨片层间嵌入金属层,借助石墨的层间导热优势和金属的高导热性,实现高效散热。应用场景:在航空航天、电子通信等领域的一些轻量化、高性能要求的电子设备中崭露头角,如卫星上的电子载荷、5G通信基站中的射频模块等,既能满足散热需求,又能减轻设备整体重量。绝缘金属基板(IMS)中间的高导热绝缘层(如工研院开发的液晶结构树脂)是关键,兼顾导热与绝缘 。上海聚合物散热基板燃料电池
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。垂直导热散热基板太阳能电池
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。垂直导热散热基板太阳能电池