PCB是電子設(shè)備的關(guān)鍵部件，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，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;同時溫度過高導(dǎo)致電子大量遷移和原子振動加速，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、封裝級、系統(tǒng)級，芯片級和封裝級散熱從優(yōu)化材料和制造工藝入手，降低熱阻，而系統(tǒng)級散熱是使用合適的散熱結(jié)構(gòu)和冷卻技術(shù)設(shè)計符合需求的散熱系統(tǒng)，保證元器件能安全長效工作。金屬散熱板/熱沉傳統(tǒng)、成熟的技術(shù)。廣東垂直導(dǎo)熱散熱基板LED燈基座散熱

一、概述碳納米散熱基板是一種利用碳納米材料的優(yōu)異導(dǎo)熱性能來實(shí)現(xiàn)高效散熱的基板技術(shù)。碳納米管（CNT）和石墨烯是常見的碳納米材料，它們具有極高的導(dǎo)熱系數(shù)，能夠迅速將熱量從熱源傳導(dǎo)到周圍環(huán)境，從而有效地降低電子器件的工作溫度。二、技術(shù)特點(diǎn)高導(dǎo)熱性：碳納米材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)散熱材料，如鋁和銅，因此能夠更快速地傳導(dǎo)熱量。輕量化：碳納米材料的密度較低，使得散熱基板的整體重量減輕，適用于便攜式電子設(shè)備。良好的機(jī)械性能：碳納米材料具有高的強(qiáng)度和高柔韌性，能夠在保證散熱性能的同時，提供良好的機(jī)械支撐。耐高溫：碳納米材料具有優(yōu)異的耐高溫性能，能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。廣東垂直導(dǎo)熱散熱基板LED燈基座散熱金屬基板價格低廉、易加工、機(jī)械強(qiáng)度好，是目前普及的方案。

導(dǎo)熱系數(shù)是衡量散熱基板導(dǎo)熱能力的指標(biāo)，它反映了材料在單位時間內(nèi)傳導(dǎo)熱量的快慢程度，單位為瓦特每米開爾文（W/m?K）。導(dǎo)熱系數(shù)越高，意味著基板能夠更迅速地將電子元件產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，對于保障電子設(shè)備的散熱效率至關(guān)重要。不同類型的散熱基板因其材料和結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)熱系數(shù)有較大不同，如前面提到的銅基散熱基板導(dǎo)熱系數(shù)高于鋁基散熱基板，這也是在高散熱需求場景下優(yōu)先選擇銅基基板的重要原因之一。如前面提到的銅基散熱基板導(dǎo)熱系數(shù)高于鋁基散熱基板，這也是在高散熱需求場景下優(yōu)先選擇銅基基板的重要原因之一。

碳納米管等填料在聚合物中的分散程度是影響所制備的聚合物復(fù)合材料性能的關(guān)鍵，聚合物的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性以及導(dǎo)熱導(dǎo)電效率等性能均受到填料分散程度的嚴(yán)重影響。然而，由于碳納米管的尺寸效應(yīng)和高的縱橫比，其在聚合物基體中的團(tuán)聚在所難免。改善CNTs分散程度的方法包括表面活性劑分散、超聲波處理和表面官能化等方法。大量研究表明，在CNT含量較低的情況下，分散程度對復(fù)合材料導(dǎo)熱性的影響效果明顯，更好的分散可以提高CNT及復(fù)合材料的導(dǎo)熱性，因?yàn)榉稚⒊潭雀呖梢员ＷC在低填料濃度下形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在復(fù)合材料中CNT含量較高的情況下，粒子間的平均距離是影響復(fù)合材料導(dǎo)熱性的關(guān)鍵因素，因?yàn)镃NT含量較高時，會形成越來越多的CNT / CNT界面，其熱阻遠(yuǎn)低于CNT /聚合物復(fù)合材料的熱阻。為滿足AI、激光器等領(lǐng)域的需求，散熱材料正從陶瓷基板向性能更好的材料演進(jìn)。

隨著運(yùn)算高速化和體積小型化，消費(fèi)電子類產(chǎn)品對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)，還能對涂層產(chǎn)生明顯的增強(qiáng)增韌作用?；贑NTs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。涂層同時具有良好的耐水性和耐酸堿性。TNRC可實(shí)現(xiàn)微米級涂裝，施工過程環(huán)保且能耗極低，各項性能指標(biāo)處于國內(nèi)前端水平。高密度電子設(shè)備需在極端環(huán)境下工作，常用高可靠性散熱基板（如鉬銅、金剛石復(fù)合材料）。廣東垂直導(dǎo)熱散熱基板LED燈基座散熱

金屬基板雖然在熱匹配上稍遜，但成本優(yōu)勢明顯，對于消費(fèi)級產(chǎn)品是性價比之選。廣東垂直導(dǎo)熱散熱基板LED燈基座散熱

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)熱界面材料時能夠在不污染器件表面的條件下實(shí)現(xiàn)高效傳熱。廣東垂直導(dǎo)熱散熱基板LED燈基座散熱