界面熱傳輸
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
界面熱傳輸?shù)膶嵗坛?/h2> 來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
聚合物基材料由于其優(yōu)異的靈活性，重量輕，優(yōu)良的可加工性和低成本的特點，在大功率微電子器件的熱管理方面引起了廣泛的關(guān)注。但是，大多數(shù)聚合物具有相對較低的導(dǎo)熱系數(shù)，范圍為0.1至0.5 W/mk。提高聚合物導(dǎo)熱性的一種簡單而有效的方法是將高導(dǎo)熱填料(如金屬、陶瓷、碳基材料)摻入聚合物中。碳納米管，由于其出色的導(dǎo)熱性(≈1000-3000 W/mk)，似乎是一種很有前途的導(dǎo)熱填料。根據(jù)麥克斯韋方程，1 vol%的碳納米管負(fù)載應(yīng)該會導(dǎo)致聚合物納米復(fù)合材料的導(dǎo)熱性增加十倍。然而，碳納米管增強(qiáng)納米復(fù)合材料的高界面熱阻極大地限制了碳納米管優(yōu)越導(dǎo)熱性的利用，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)低于理論計算的預(yù)期。
一般來說，碳納米管增強(qiáng)納米復(fù)合材料的界面熱阻可分為基體與碳納米管界面處的熱阻和碳納米管填料之間的熱阻。聚合物基體和碳納米管填料之間的界面熱阻歸因于它們的聲子譜的巨大不匹配，這是難以消除的。界面焊接是提高聚合物納米復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的一種有效方法。例如，碳化聚酰亞胺(PI)焊接的3D石墨烯骨架的導(dǎo)熱性提高了兩倍。在我們之前的工作中，石墨層焊接的3D碳納米管網(wǎng)絡(luò)由于在結(jié)處有效的聲子和應(yīng)力傳遞而顯示出大大改善的導(dǎo)熱性。通過界面焊接，還觀察到氮化硼和碳化硅納米線網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)熱性顯著增強(qiáng)。然而，目前仍然缺乏對于界面聲子傳輸機(jī)理的深入研究。
02
成果掠影
近期，天津大學(xué)封偉教授、香港理工大學(xué)沈曦教授和香港中文大學(xué)（深圳）鄭慶彬教授聯(lián)合采用實驗與分子動力學(xué)模擬相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了界面焊接對CNT增強(qiáng)聚合物納米復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。該文報道了一種界面焊接策略來構(gòu)建三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)(GS-w-CNT)。 展開 來源 | Materials Today Physics
01
背景介紹
隨著科技的飛速發(fā)展，電子器件逐漸朝著微型化、集成化的方向發(fā)展，因此給電子器件帶來了高的功率密度，高功率密度導(dǎo)致了器件發(fā)熱嚴(yán)重，如果不采取有效的手段可能會導(dǎo)致熱失控的發(fā)生。因此熱管理材料以及技術(shù)逐漸開始成為人們重點關(guān)注的方向。
熱管理就是一個能量轉(zhuǎn)換的過程，因此固體材料之間的界面的熱傳遞引起了人們的極大興趣。納米結(jié)構(gòu)器件的普及，界面熱傳輸現(xiàn)象中逐漸占據(jù)更重要的作用。然而，由于復(fù)雜的物理性質(zhì)和微觀效應(yīng)，從原子尺度到微觀尺度的探究對界面熱運輸?shù)脑砣匀恢跎佟?隨著界面密度的增加，熱運輸不僅取決于材料本身的特性，還取決于熱界面的條件。在這些情況下，由熱界面引起的熱阻可能大于材料本身的熱阻，并在熱傳遞中起關(guān)鍵作用。但是，由于熱界面周圍的復(fù)雜性，如原子結(jié)構(gòu)不匹配，熱載體之間的相互作用等，更好地理解界面阻力仍然是最近研究工作的中心。
近年來，在界面熱輸運理論和模擬方面取得了許多進(jìn)展，主要集中在原子尺度上的界面散射。傳統(tǒng)的聲學(xué)失配模型(AMM)和擴(kuò)散失配模型( DMM)基于兩種組成材料的性質(zhì)來預(yù)測界面聲子散射，沒有考慮局部原子結(jié)構(gòu)和鍵合強(qiáng)度對界面熱輸運的影響，存在一定的缺陷。
近期新的模擬手段，例如原子格林函數(shù)(AGF)和分子動力學(xué)(MD)模擬，克服了這些缺點，已廣泛應(yīng)用于各種類型的界面。雖然這些MD和AGF在原子尺度上對界面聲子輸運的詳細(xì)機(jī)制的理解有了顯著的進(jìn)步，但是它們對模擬更小尺度上的能力有限，例如距離界面幾微米范圍內(nèi)的聲子-界面和聲子-聲子散射的聯(lián)合效應(yīng)。因此揭示微觀尺度上聲子-界面和聲子-聲子散射的復(fù)雜相互作用是非常重要的。 展開 根據(jù)傅立葉定律：Q=ΔT/Rtc=G ΔT, 即在給定的溫度梯度(ΔT)下，通過接觸界面的熱通量(q)與接觸熱阻(TCR)直接相關(guān)。而在各種熱傳輸設(shè)備中，使接觸的兩個物體邊界處的接觸熱阻(TCR)最小化是至關(guān)重要的。傳統(tǒng)的熱接觸方法有幾個局限性，如TCR高，界面粘附性低，對外部壓力的要求高，以及光學(xué)透明度低。
來自蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究所的學(xué)者提出了一種自對接柔性熱器件(STD)，它可以在不需要外壓或表面修飾的情況下與平面和非平面基板形成堅固的范德華機(jī)械接觸和低阻熱接觸。該設(shè)備基于一種獨特的結(jié)構(gòu)，它結(jié)合了生物靈感粘合劑結(jié)構(gòu)和由滲銀納米線(AgNW)網(wǎng)絡(luò)形成的熱傳輸層。該器件對靶材具有很強(qiáng)的附著性(最大538.9 kPa)，同時在不使用外壓、熱界面材料或表面化學(xué)物質(zhì)的情況下，以較低的TCR(0.012m2 K kW?1)情況下促進(jìn)了接觸界面的熱傳輸。 展開 而其中芯片的熱傳輸和散熱性能是至關(guān)重要的一點。
芯片散熱模擬
大多數(shù)功率半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)都非常相似。這是一個熱模型示例，其中包含芯片、引腳、銅片等分立建模元件。
詳細(xì)熱模型（左下）和詳細(xì)芯片結(jié)構(gòu)（右）
芯片的整體厚度為240 μm。這可以分成兩部分：芯片體，可以導(dǎo)熱但不散熱；較薄的芯片結(jié)點，可以導(dǎo)熱，并且當(dāng)器件傳導(dǎo)電流時幫助芯片散熱。在芯片頂部，有5 μm的鋁層。這種芯片細(xì)節(jié)水平對于分析器件瞬態(tài)散熱非常重要。
由于芯片的非統(tǒng)一特性，工程師們無法立即了解芯片節(jié)點散熱時器件內(nèi)部的熱量的流動情況，或者器件的熱量隨時間上升的情況。然而通過模擬，可以給這些效果建模分析。
工程師們通過執(zhí)行多個持續(xù)時間不同的瞬態(tài)熱仿真，并觀察溫度上升和芯片內(nèi)的熱傳輸。
所有示例的起始溫度都是20 °C，仿真持續(xù)時間為1 μs、10 μs、100 μs和1 ms。芯片結(jié)點功耗均為1500 W，記錄芯片結(jié)點中心位置的溫度。
1 μs、10 μs、100 μs和1 ms后的溫度分布圖
仿真結(jié)果
1 μs后，溫度增加幅度很低。盡管芯片結(jié)點的功耗可能很高，但設(shè)備內(nèi)的總能耗仍然只有1.5 mW。
100 μs后，大約只有一半芯片厚度仍然保持起始溫度，且溫度相對較低，只有60.5 ℃。
1ms時，熱量開始向銅片頂部傳輸，且溫度接近器件的最高限值175 ℃。
進(jìn)一步觀察，可以看到1ms之后，總熱量中只有不到1%通過銅片底部散出，甚至比通過器件周圍塑料部件傳輸的熱量還少。
芯片在1ms的持續(xù)時間內(nèi)，大部分熱傳輸和溫度變化都會發(fā)生在器件內(nèi)部，這時候散熱器對芯片的熱傳導(dǎo)是沒有任何效果的。
設(shè)計師可以根據(jù)這個結(jié)果，改善芯片內(nèi)部的熱傳輸，從而獲取效率更高損耗更低的芯片設(shè)計。 展開 熱界面材料(TIMs)通過連接熱源和散熱器，可以有效避免過熱和設(shè)備損壞。最新的TIM不僅要求高熱流密度以適應(yīng)輕量化趨勢，而且要求可回收性以緩解電子垃圾帶來的環(huán)境壓力。然而，制備既具有高散熱性能又具有可回收性的TIM仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
含有導(dǎo)熱填料的聚合物復(fù)合材料是高性能TIM的可行候選材料。其中氮化硼(BN)填料因其優(yōu)異的各向異性熱輸運、介電性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度而受到廣泛關(guān)注。先進(jìn)的BN/聚合物復(fù)合材料主要旨在通過相互接觸、連續(xù)相、規(guī)則取向或單向組裝來獲得更高的導(dǎo)熱性。然而，這些方法不僅涉及復(fù)雜的工藝，而且對粗糙表面的順應(yīng)性仍未得到解決。
迄今為止，人們已經(jīng)探索了多種策略，包括構(gòu)建夾層結(jié)構(gòu)，降低模量，設(shè)計微/納米流體，以及使用熱塑性基質(zhì)，以賦予TIM具有適應(yīng)性界面。由于熱塑性材料的彈性變形，在熱塑性復(fù)合材料中，通過葉片涂布、靜電紡絲、熱壓、拉伸等方法可以很容易地獲得填料的界面柔度和取向。然而，熱塑性塑料相對較低的力學(xué)性能和較高的熱應(yīng)力不利于其長期使用。最近，熱固性樹脂具有低介電常數(shù)和優(yōu)異的熱性能和力學(xué)性能，被認(rèn)為是TIM的理想基材，但其不溶性和不溶性使其難以符合TIM的粗糙表面，難以回收利用。
02
成果掠影
近期，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的代金月老師針對開發(fā)高導(dǎo)熱以及具有可回收性的TIM取得新進(jìn)展。本研究采用熱壓誘導(dǎo)取向法制備了具有各向異性導(dǎo)熱性和可回收性的高性能BN/環(huán)氧復(fù)合材料，并且具有表面相容性的完全可回收的TIM。
結(jié)果表明，僅通過簡單的熱壓處理，填充的BN就可以很容易地在平面上取向，導(dǎo)熱系數(shù)為3.85 W/(mK)，BN含量為40 wt %，比原始環(huán)氧樹脂高30倍，比熱壓處理前的復(fù)合材料高4.3倍。 展開
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
聚合物基材料由于其優(yōu)異的靈活性，重量輕，優(yōu)良的可加工性和低成本的特點，在大功率微電子器件的熱管理方面引起了廣泛的關(guān)注。但是，大多數(shù)聚合物具有相對較低的導(dǎo)熱系數(shù)，范圍為0.1至0.5 W/mk。提高聚合物導(dǎo)熱性的一種簡單而有效的方法是將高導(dǎo)熱填料(如金屬、陶瓷、碳基材料)摻入聚合物中。碳納米管，由于其出色的導(dǎo)熱性(≈1000-3000 W/mk)，似乎是一種很有前途的導(dǎo)熱填料。根據(jù)麥克斯韋方程，1 vol%的碳納米管負(fù)載應(yīng)該會導(dǎo)致聚合物納米復(fù)合材料的導(dǎo)熱性增加十倍。然而，碳納米管增強(qiáng)納米復(fù)合材料的高界面熱阻極大地限制了碳納米管優(yōu)越導(dǎo)熱性的利用，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)低于理論計算的預(yù)期。
一般來說，碳納米管增強(qiáng)納米復(fù)合材料的界面熱阻可分為基體與碳納米管界面處的熱阻和碳納米管填料之間的熱阻。聚合物基體和碳納米管填料之間的界面熱阻歸因于它們的聲子譜的巨大不匹配，這是難以消除的。界面焊接是提高聚合物納米復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的一種有效方法。例如，碳化聚酰亞胺(PI)焊接的3D石墨烯骨架的導(dǎo)熱性提高了兩倍。在我們之前的工作中，石墨層焊接的3D碳納米管網(wǎng)絡(luò)由于在結(jié)處有效的聲子和應(yīng)力傳遞而顯示出大大改善的導(dǎo)熱性。通過界面焊接，還觀察到氮化硼和碳化硅納米線網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)熱性顯著增強(qiáng)。然而，目前仍然缺乏對于界面聲子傳輸機(jī)理的深入研究。
02
成果掠影
近期，天津大學(xué)封偉教授、香港理工大學(xué)沈曦教授和香港中文大學(xué)（深圳）鄭慶彬教授聯(lián)合采用實驗與分子動力學(xué)模擬相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了界面焊接對CNT增強(qiáng)聚合物納米復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。該文報道了一種界面焊接策略來構(gòu)建三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)(GS-w-CNT)。
展開 來源 | Materials Today Physics
01
背景介紹
隨著科技的飛速發(fā)展，電子器件逐漸朝著微型化、集成化的方向發(fā)展，因此給電子器件帶來了高的功率密度，高功率密度導(dǎo)致了器件發(fā)熱嚴(yán)重，如果不采取有效的手段可能會導(dǎo)致熱失控的發(fā)生。因此熱管理材料以及技術(shù)逐漸開始成為人們重點關(guān)注的方向。
熱管理就是一個能量轉(zhuǎn)換的過程，因此固體材料之間的界面的熱傳遞引起了人們的極大興趣。納米結(jié)構(gòu)器件的普及，界面熱傳輸現(xiàn)象中逐漸占據(jù)更重要的作用。然而，由于復(fù)雜的物理性質(zhì)和微觀效應(yīng)，從原子尺度到微觀尺度的探究對界面熱運輸?shù)脑砣匀恢跎佟?隨著界面密度的增加，熱運輸不僅取決于材料本身的特性，還取決于熱界面的條件。在這些情況下，由熱界面引起的熱阻可能大于材料本身的熱阻，并在熱傳遞中起關(guān)鍵作用。但是，由于熱界面周圍的復(fù)雜性，如原子結(jié)構(gòu)不匹配，熱載體之間的相互作用等，更好地理解界面阻力仍然是最近研究工作的中心。
近年來，在界面熱輸運理論和模擬方面取得了許多進(jìn)展，主要集中在原子尺度上的界面散射。傳統(tǒng)的聲學(xué)失配模型(AMM)和擴(kuò)散失配模型( DMM)基于兩種組成材料的性質(zhì)來預(yù)測界面聲子散射，沒有考慮局部原子結(jié)構(gòu)和鍵合強(qiáng)度對界面熱輸運的影響，存在一定的缺陷。
近期新的模擬手段，例如原子格林函數(shù)(AGF)和分子動力學(xué)(MD)模擬，克服了這些缺點，已廣泛應(yīng)用于各種類型的界面。雖然這些MD和AGF在原子尺度上對界面聲子輸運的詳細(xì)機(jī)制的理解有了顯著的進(jìn)步，但是它們對模擬更小尺度上的能力有限，例如距離界面幾微米范圍內(nèi)的聲子-界面和聲子-聲子散射的聯(lián)合效應(yīng)。因此揭示微觀尺度上聲子-界面和聲子-聲子散射的復(fù)雜相互作用是非常重要的。
展開 根據(jù)傅立葉定律：Q=ΔT/Rtc=G ΔT, 即在給定的溫度梯度(ΔT)下，通過接觸界面的熱通量(q)與接觸熱阻(TCR)直接相關(guān)。而在各種熱傳輸設(shè)備中，使接觸的兩個物體邊界處的接觸熱阻(TCR)最小化是至關(guān)重要的。傳統(tǒng)的熱接觸方法有幾個局限性，如TCR高，界面粘附性低，對外部壓力的要求高，以及光學(xué)透明度低。
來自蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究所的學(xué)者提出了一種自對接柔性熱器件(STD)，它可以在不需要外壓或表面修飾的情況下與平面和非平面基板形成堅固的范德華機(jī)械接觸和低阻熱接觸。該設(shè)備基于一種獨特的結(jié)構(gòu)，它結(jié)合了生物靈感粘合劑結(jié)構(gòu)和由滲銀納米線(AgNW)網(wǎng)絡(luò)形成的熱傳輸層。該器件對靶材具有很強(qiáng)的附著性(最大538.9 kPa)，同時在不使用外壓、熱界面材料或表面化學(xué)物質(zhì)的情況下，以較低的TCR(0.012m2 K kW?1)情況下促進(jìn)了接觸界面的熱傳輸。
展開 而其中芯片的熱傳輸和散熱性能是至關(guān)重要的一點。
芯片散熱模擬
大多數(shù)功率半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)都非常相似。這是一個熱模型示例，其中包含芯片、引腳、銅片等分立建模元件。
詳細(xì)熱模型（左下）和詳細(xì)芯片結(jié)構(gòu)（右）
芯片的整體厚度為240 μm。這可以分成兩部分：芯片體，可以導(dǎo)熱但不散熱；較薄的芯片結(jié)點，可以導(dǎo)熱，并且當(dāng)器件傳導(dǎo)電流時幫助芯片散熱。在芯片頂部，有5 μm的鋁層。這種芯片細(xì)節(jié)水平對于分析器件瞬態(tài)散熱非常重要。
由于芯片的非統(tǒng)一特性，工程師們無法立即了解芯片節(jié)點散熱時器件內(nèi)部的熱量的流動情況，或者器件的熱量隨時間上升的情況。然而通過模擬，可以給這些效果建模分析。
工程師們通過執(zhí)行多個持續(xù)時間不同的瞬態(tài)熱仿真，并觀察溫度上升和芯片內(nèi)的熱傳輸。
所有示例的起始溫度都是20 °C，仿真持續(xù)時間為1 μs、10 μs、100 μs和1 ms。芯片結(jié)點功耗均為1500 W，記錄芯片結(jié)點中心位置的溫度。
1 μs、10 μs、100 μs和1 ms后的溫度分布圖
仿真結(jié)果
1 μs后，溫度增加幅度很低。盡管芯片結(jié)點的功耗可能很高，但設(shè)備內(nèi)的總能耗仍然只有1.5 mW。
100 μs后，大約只有一半芯片厚度仍然保持起始溫度，且溫度相對較低，只有60.5 ℃。
1ms時，熱量開始向銅片頂部傳輸，且溫度接近器件的最高限值175 ℃。
進(jìn)一步觀察，可以看到1ms之后，總熱量中只有不到1%通過銅片底部散出，甚至比通過器件周圍塑料部件傳輸的熱量還少。
芯片在1ms的持續(xù)時間內(nèi)，大部分熱傳輸和溫度變化都會發(fā)生在器件內(nèi)部，這時候散熱器對芯片的熱傳導(dǎo)是沒有任何效果的。
設(shè)計師可以根據(jù)這個結(jié)果，改善芯片內(nèi)部的熱傳輸，從而獲取效率更高損耗更低的芯片設(shè)計。
展開 熱界面材料(TIMs)通過連接熱源和散熱器，可以有效避免過熱和設(shè)備損壞。最新的TIM不僅要求高熱流密度以適應(yīng)輕量化趨勢，而且要求可回收性以緩解電子垃圾帶來的環(huán)境壓力。然而，制備既具有高散熱性能又具有可回收性的TIM仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
含有導(dǎo)熱填料的聚合物復(fù)合材料是高性能TIM的可行候選材料。其中氮化硼(BN)填料因其優(yōu)異的各向異性熱輸運、介電性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度而受到廣泛關(guān)注。先進(jìn)的BN/聚合物復(fù)合材料主要旨在通過相互接觸、連續(xù)相、規(guī)則取向或單向組裝來獲得更高的導(dǎo)熱性。然而，這些方法不僅涉及復(fù)雜的工藝，而且對粗糙表面的順應(yīng)性仍未得到解決。
迄今為止，人們已經(jīng)探索了多種策略，包括構(gòu)建夾層結(jié)構(gòu)，降低模量，設(shè)計微/納米流體，以及使用熱塑性基質(zhì)，以賦予TIM具有適應(yīng)性界面。由于熱塑性材料的彈性變形，在熱塑性復(fù)合材料中，通過葉片涂布、靜電紡絲、熱壓、拉伸等方法可以很容易地獲得填料的界面柔度和取向。然而，熱塑性塑料相對較低的力學(xué)性能和較高的熱應(yīng)力不利于其長期使用。最近，熱固性樹脂具有低介電常數(shù)和優(yōu)異的熱性能和力學(xué)性能，被認(rèn)為是TIM的理想基材，但其不溶性和不溶性使其難以符合TIM的粗糙表面，難以回收利用。
02
成果掠影
近期，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的代金月老師針對開發(fā)高導(dǎo)熱以及具有可回收性的TIM取得新進(jìn)展。本研究采用熱壓誘導(dǎo)取向法制備了具有各向異性導(dǎo)熱性和可回收性的高性能BN/環(huán)氧復(fù)合材料，并且具有表面相容性的完全可回收的TIM。
結(jié)果表明，僅通過簡單的熱壓處理，填充的BN就可以很容易地在平面上取向，導(dǎo)熱系數(shù)為3.85 W/(mK)，BN含量為40 wt %，比原始環(huán)氧樹脂高30倍，比熱壓處理前的復(fù)合材料高4.3倍。
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界面熱傳輸?shù)淖钚聝?nèi)容
熱管作為一種高效的傳熱元件，其工作原理基于熱傳導(dǎo)和相變過程。它通常由管殼、吸液芯和端蓋組成，內(nèi)部充注適量的工作液體。在不消耗外部能源的情況下快速傳遞熱量。熱管因其高效的熱傳導(dǎo)性能，被廣泛應(yīng)用于各種需要有效散熱的領(lǐng)域，如航空航天器的熱控、電子設(shè)備的冷卻等。
盡管熱管在實際應(yīng)用中已經(jīng)展現(xiàn)出了其優(yōu)越的性能，但在設(shè)計和優(yōu)化過程中仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。實驗測試雖然能夠提供真實的數(shù)據(jù)，但往往成本高昂且周期長。
<p>熱管作為一種高效的傳熱元件，其工作原理基于熱傳導(dǎo)和相變過程。它通常由管殼、吸液芯和端蓋組成，內(nèi)部充注適量的工作液體。在不消耗外部能源的情況下快速傳遞熱量。熱管因其高效的熱傳導(dǎo)性能，被廣泛應(yīng)用于各種需要有效散熱的領(lǐng)域，如航空航天器的熱控、電子設(shè)備的冷卻等。</p><p>盡管熱管在實際應(yīng)用中已經(jīng)展現(xiàn)出了其優(yōu)越的性能，但在設(shè)計和優(yōu)化過程中仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。實驗測試雖然能夠提供真實的數(shù)據(jù)，但往往成本高昂且周期長
來源 | Composites Part B：engineering
00
背景介紹
隨著功率密度的快速上升和封裝結(jié)構(gòu)的密集化，散熱已經(jīng)成為現(xiàn)代微電子的關(guān)鍵瓶頸。對于碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，通過芯片底部的熱流密度已經(jīng)從100-250 W/cm2急劇增加到1 kW/cm2。為了提高器件的性能和壽命，迫切需要具有高通平面導(dǎo)熱系數(shù)
來源 | Composites Science and Technology
00
背景介紹
隨著電子產(chǎn)品的集成化、小型化和功率密度的提高，有效的散熱已成為一個關(guān)鍵問題。隨著高性能計算需求的不斷增長，服務(wù)器CPU或GPU的熱設(shè)計功率逐漸提高到400w及以上。熱界面材料(TIMs)通過有效地將熱量從電子器件傳遞到散熱器，在電子器件的整體散熱中起著重要作用
來源 | ACS Applied Materials&Interfaces
01
背景介紹
固體物體的表面總是凹凸不平的。假設(shè)兩個表面波動僅為1 μm的物體相互接觸，在它們的界面處將觀察到一個大于38.0 mm2 K/W的巨大熱阻抗，與15.2 mm厚的銅板相當(dāng)。這種由不可忽略的界面氣隙產(chǎn)生的熱障，一直阻礙著電子器件散熱過程。為了促進(jìn)有效的界面熱傳遞
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
聚合物基材料由于其優(yōu)異的靈活性，重量輕，優(yōu)良的可加工性和低成本的特點，在大功率微電子器件的熱管理方面引起了廣泛的關(guān)注。但是，大多數(shù)聚合物具有相對較低的導(dǎo)熱系數(shù)，范圍為0.1至0.5 W/mk。提高聚合物導(dǎo)熱性的一種簡單而有效的方法是將高導(dǎo)熱填料(如金屬、陶瓷
來源 | Composites Part B
01
背景介紹
隨著電子產(chǎn)品逐漸向輕量化和多功能化的方向發(fā)展，要求更高的集成度導(dǎo)致設(shè)備功率密度的增加。因此電子產(chǎn)品在工作中會產(chǎn)生過多熱量大大降低了相應(yīng)設(shè)備的性能和壽命，所以散熱成為制約電子器件進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。散熱的主要挑戰(zhàn)之一是由表面粗糙度引起的電子器件和散熱器配合表面的微觀間隙所引起的界面熱阻
來源 | Composites Science and Technology
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背景介紹
從電子封裝中的導(dǎo)熱材料到智能控制設(shè)備中的傳感器，功能性聚合物復(fù)合材料有著廣泛的應(yīng)用。優(yōu)異的導(dǎo)熱性能通常需要較高的填充量(>50%)，這會使復(fù)合凝膠的拉伸性和順應(yīng)性惡化。良好的柔韌性使復(fù)合凝膠能夠更好地貼合非均質(zhì)組分的不規(guī)則表面，從而降低熱阻
來源 |
Journal of Colloid And Interface Science
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背景介紹
隨著第五代通信、大功率集成芯片和鋰離子電池的發(fā)展，對散熱提出了更高的要求，促使對導(dǎo)熱絕緣熱界面材料(TIMs)的需求快速增長。高分子材料以其優(yōu)異的可加工性、重量輕、成本低等特點受到人們的青睞
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Jingkai Liu, Haoyang Feng, Jinyue Dai, et al. A Full-component recyclable Epoxy/BN thermal interface material with anisotropy high thermal conductivity and interface adaptability[J]. Chemical
