先進(jìn)陶瓷在消費(fèi)電子應(yīng)用第一彈：導(dǎo)熱填料

發(fā)布時(shí)間 | 2021-06-07 14:29 分類 | 粉體應(yīng)用技術(shù) 點(diǎn)擊量 | 1448

石墨氧化鋅碳化硅氧化鎂硅微粉氮化硅氮化硼氮化鋁氧化硅氧化鋁

導(dǎo)讀：消費(fèi)電子產(chǎn)品是指供日常消費(fèi)者生活使用的智能電子硬件產(chǎn)品，包括數(shù)碼設(shè)備(如手機(jī)，電腦，攝影設(shè)備等)、學(xué)習(xí)硬件(如詞典筆，翻譯筆等)和可穿戴設(shè)備。

消費(fèi)電子產(chǎn)品是指供日常消費(fèi)者生活使用的智能電子硬件產(chǎn)品，包括數(shù)碼設(shè)備(如手機(jī)，電腦，攝影設(shè)備等)、學(xué)習(xí)硬件(如詞典筆，翻譯筆等)和可穿戴設(shè)備。導(dǎo)熱材料是電子產(chǎn)品的輔料在，作用在解決電子產(chǎn)品的散熱問題，從而提升電子產(chǎn)品的運(yùn)行速度、可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命，是電子產(chǎn)品中不可或缺的一部分。散熱不良，故障隨之就會(huì)跟上門。

↑↑↑紅魔游戲手機(jī)立體多維散熱系統(tǒng)

散熱不得勁，吃雞就費(fèi)勁

在電子材料表面和散熱部件之間存在細(xì)微的凹凸不平的空隙，如果將他們直接安裝在一起，它們之間存在大量的空氣間隙。因?yàn)榭諝鉄釋?dǎo)率只有0.024W/(m.K)，將導(dǎo)致電子元器件與散熱器間的接觸熱阻非常大，嚴(yán)重阻礙了熱量的傳導(dǎo)，造成散熱器的效能低下。使用具有高導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱材料填充滿這些間隙，排除其中的空氣，在電子元件和散熱器間建立熱傳導(dǎo)通道，可以大幅度增加熱源與散熱器之間的接觸面積，減少接觸熱阻，使散熱器的作用良好的發(fā)揮。

↓↓↓導(dǎo)熱界面材料的作用

隨著電子設(shè)備芯片發(fā)展及功耗增加，導(dǎo)熱界面材料的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)增加，其可靠性成為越來越關(guān)注的性能指標(biāo)。通用的導(dǎo)熱界面材料，多以樹脂為基體，填充導(dǎo)熱填料，使之易于變形以更好彌合間隙、有效接觸以提升散熱。

↓↓↓導(dǎo)熱界面材料TIM的原料組成如下：

來源：5G通訊電子產(chǎn)品導(dǎo)熱界面材料應(yīng)用及新挑戰(zhàn)

中興通訊股份有限公司，鄭金橋

↓↓↓常見的散熱界面材料類型

導(dǎo)熱對于金屬、碳材料等會(huì)導(dǎo)電的材料來說，通常難度不大，但對于需要具有優(yōu)秀絕緣性能的熱界面材料來說，難度還是有的，通常，如果想要達(dá)到絕緣導(dǎo)熱效果，一般會(huì)添加具有良好絕緣性和高導(dǎo)熱系數(shù)陶瓷粉體，如氮化鋁、氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳化硼、氧化鈹、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂及氧化硅等。

幾種常見絕緣導(dǎo)熱填料優(yōu)缺點(diǎn)對比:
填料類型	導(dǎo)熱系數(shù)	應(yīng)用特點(diǎn)
氮化鋁 AIN	80-320 K(w/m.k)	導(dǎo)熱系數(shù)高，但價(jià)格昂貴，通常每公斤幾千元以上。吸潮后會(huì)發(fā)生水解，水解產(chǎn)生的氫氧化鋁會(huì)使導(dǎo)熱通路中斷，因此制品熱導(dǎo)率偏低。單純使用氮化鋁，大量填充后體系粘度將急劇上升。
氮化硼 BN	60-125 K(w/m.k)	導(dǎo)熱系數(shù)高，每公斤幾百至上千元（根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)不同差別較大）。與氮化鋁類似，大量填充后體系粘度將急劇上升。有研究表示，球形是解決體系變稠的辦法，可以提高添加量，但制備成本也會(huì)相應(yīng)提高。
氧化鋁 (X-AI2O3	38 K(w/m.k)	通常為球形或者類球形。價(jià)格適中，根據(jù)產(chǎn)品性能差異，每公斤十幾元到數(shù)百元不等。填充量大，最大可添加到600-800份，所得制品導(dǎo)熱率高。具體應(yīng)用見下文解析。
碳化硅 SiC	83.6-220 K(w/m.k)	導(dǎo)熱系數(shù)較高，但合成過程中產(chǎn)生的碳及石墨難以去除，導(dǎo)致產(chǎn)品純度低，電導(dǎo)率高，不適合電子用膠；密度大，在有機(jī)硅中易沉淀分層，影響產(chǎn)品應(yīng)用；在環(huán)氧膠中較為適用。
氧化鎂 MgO	36 K(w/m.k)	價(jià)格便宜，在空氣中易吸潮，增粘性較強(qiáng)，不能大量填充；耐酸性差，很容易被腐蝕，限制了酸性環(huán)境下的應(yīng)用。
硅微粉 SiO₂	5-15 K(w/m.k)	導(dǎo)熱性偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品，但使用成本相對于球形氧化鋁、氮化鋁而言較低，綜合性能也非常適應(yīng)電子封裝，因此市場占有率也不低。
氧化鋅 ZnO	26 K(w/m.k)	粒徑和均勻性很好，適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂；導(dǎo)熱性偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品。

線下展會(huì)推薦

電子消費(fèi)品終端：《2021年廣州國際電子消費(fèi)品及家電品牌展覽會(huì)CE China》

廣州國際電子消費(fèi)品及家電品牌展（CE China），作為全球最大的消費(fèi)電子展IFA的全球活動(dòng)之一，旨在成為中國電子消費(fèi)品及家電品牌行業(yè)的首屈一指的展覽。CE China展會(huì)是一個(gè)充滿活力的平臺，將國際品牌與渴望將新產(chǎn)品帶給消費(fèi)者的亞洲零售商匯聚一堂。

展出時(shí)間地點(diǎn)：中國廣州保利世貿(mào)博覽館 2021年9月16-18日

官網(wǎng)：http://www.cechina-ifa.com/

電子消費(fèi)品原材料相關(guān)：《CAC 2021廣州國際先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈展覽會(huì)》

華南區(qū)的專業(yè)先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈展覽會(huì)，由于珠三角是我國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)品的終端用戶集中地，同時(shí)，國務(wù)院規(guī)劃的“粵港澳大灣區(qū)”將成為國際科技創(chuàng)新中心，先進(jìn)陶瓷材料將會(huì)在該區(qū)域發(fā)揮更大更多的優(yōu)勢。廣州作為大灣區(qū)C位城市，在這里舉辦先進(jìn)陶瓷展有著天然的地域優(yōu)勢，企業(yè)坐等客戶上門洽談業(yè)務(wù)。