一种碳纳米管散热结构与电子器件的集成方法,属于微电子工艺技术领域。本发明提供了一种简单、高效的碳纳米管散热结构与电子器件的集成方法。该方法利用碳纳米管阵列作为散热结构,通过在碳纳米管阵列自由端沉积金属浸润层以及制作焊锡层,再将碳纳米管从生长基板上剥离,形成散热结构体;然后将散热结构体的焊锡层与电子器件上的金属浸润层进行接触加热焊接,实现碳纳米管散热结构与电子器件的集成。本发明能够使一个性能良好的碳纳米管散热结构体直接集成于电子器件上,克服了其他碳纳米管散热结构集成方法中工艺复杂,效率低下的技术问题。碳纳米涂层作为一种散热材料,可以将碳纳米管与多种其他材料结合,形成高效的散热效果。纳米复合石墨烯散热基板燃料电池
碳纳米管因其高热导率、良好的机械性能和化学稳定性,被广泛应用于散热材料中。它们可以有效地传导热量,降低电子设备的工作温度,提高设备的可靠性和寿命。常见的应用包括高性能计算机的CPU散热片、LED灯的散热器以及各种电子仪器的散热组件。碳纳米材料具有独特的物理和化学性质,如强度、高导电性、高热稳定性等,被广泛应用于电子、能源、航空航天等领域。常见的碳纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维等。这些材料的研究和开发为新型复合材料、高效能源存储和转换器件提供了新的思路和方法。江苏CNT散热基板超级电容器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。
通过PCB板本身散热目前广泛应用的PCB板材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材,还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能,但散热性差,作为高发热元件的散热途径,几乎不能指望由PCB本身树脂传导热量,而是从元件的表面向周围空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代,若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于QFP、BGA等表面安装元件的大量使用,元器件产生的热量大量地传给PCB板,因此,解决散热的方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力,通过PCB板传导出去或散发出去。
碳纳米管复合材料,这款源自韩国自主研发的绝缘散热材料,其独特之处在于碳纳米管(CNT)被精确地嵌入金属铝中,再巧妙地融合高分子聚合物而成。其技术的亮点在于,通过控制碳纳米管在金属铝中的嵌入程度,赋予了材料多样的功能特性:部分嵌入时,材料展现出优异的导电性能,性能媲美金属;适中嵌入时,可作为润滑涂层使用;而完全嵌入则赋予了材料强大的强度。结合我公司精心研发的高分子聚合物,这一组合形成了高性能的高散热树脂。此款高散热树脂具备很好的散热性能、低热膨胀率、强度大、耐腐蚀以及优异的绝缘性能(绝缘性可控,甚至可具备导电性),而且不会产生静电。它能够轻松替代传统的工程塑料ABS和金属材料,有效解决高散热需求的难题。同时,其可注塑成型的特性使得大规模生产成为可能,其比重为1.9,远低于常用散热机壳金属铝的2.7,为设备的轻量化提供了可能,特别是在5G基站机壳等应用中,树脂外壳的轻质特性降低了施工难度和费用。我们的高散热树脂在各类散热要求高的机壳中得到了广泛应用,如5G基站外壳、无线台外壳、散热板,以及航空、火箭等领域,为各种设备提供了可靠的热管理解决方案纳米碳散热铜箔结合了铜箔的高导热性和纳米碳的高热辐射效能,能将热能迅速转换为红外线射频。
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。高效散热:通过纳米涂层技术,可以将热能转换为红外线射频,实现主动式散热,提高散热效率。江苏CNT散热基板超级电容器
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。纳米复合石墨烯散热基板燃料电池
射流射流是一种高效的冷却方法,开始用于航天发动机,后来也用于大功率芯片,热流密度超过500W/cm2。驻点区射流方向变化,换热效率很高,但远离该区域冷却效果迅速下降,多喷嘴结构能解决这个问题。射流冷却研究集中于结构参数和工质。结构参数包括喷嘴直径、阵列等。此外,冲击面结构也会影响冷却效果,如锥形表面比平面能提高11%的冷却效果。工质方面对纳米流体、液体金属研究较多,它们比传统流体有更好的性能。Selimefendigil研究了纳米颗粒形状对射流的影响。Xiang发现与水相比,采用液态Ga,热阻下降29.8%。纳米复合石墨烯散热基板燃料电池
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