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水性油墨技術擴展碳納米管在散熱領域的應用

作者:中國科學院成都有機化學有限公司 來源:http://konnot.com 日期:2017-04-11 11:44:26


碳納米管水性散熱印刷油墨開發成功,這是中國科學院成都有機化學有限公司(以下稱成都有機)繼碳納米管水性散熱噴涂涂料之后針對消費電子產品散熱推出的又一個新產品。

碳納米管(CNTs)是散熱應用最理想的功能填料。CNTs被譽為世界上最黑的物質,輻射系數接近1,也是目前世界上最好導熱材料之一。與顆粒狀散熱填料相比,纖維狀CNTs在涂層中更容易形成導熱網絡,對涂層產生明顯的增強增韌作用,實現薄涂,降低熱阻,發揮最好性能。

CNTs水性散熱涂料,采用噴涂的方式成膜于電子元器件表面,勻熱強、熱阻小、熱輻射系數高,增強金屬基材散熱。但是手機里面的電子元器件由于體積小、重量輕,噴涂的方式生產效率低,導致成本高。

自動化設備的發展,特別是高精密全自動絲印設備的出現,不僅可實現全自動印刷,更可定制圖形,精確控制印刷涂層厚度,精密度<1um,為CNTs規模化應用于手機散熱提供了可行性。

成都有機與深圳市和瑞通科技有限公司深度合作,成功地將水性油墨技術通過絲印工藝在金屬料帶表面涂覆CNTs散熱涂層,使洋白銅/不銹鋼/馬口鐵等金屬材料具備優秀的散熱性能,涂層實測發射率大于0.98,百格附著力0級,鉛筆硬度3-4H100/200小時老化后性能無變化。碳納米管水性散熱油墨的出現,散熱工程師得以解決導熱勻熱材料不能解決的痛點,設計出顛覆性的產品,目前已有一線手機品牌批量應用在屏蔽罩及LED背光散熱,眾多品牌正在進行設計驗證。

手機/平板有多個射頻器件和天線,電磁波會對高速運行的CPU/DRAM/FLASH等半導體器件造成串擾,用印刷了碳納米管散熱油墨的金屬(洋白銅/不銹鋼/馬口鐵)制成屏蔽罩,涂層可將屏蔽罩下的電子器件產生的熱量輻射傳出,確保關鍵器件長時間穩定工作。印刷了碳納米管散熱油墨的屏蔽罩不用再開透氣孔散熱,屏蔽性能得到最大發揮,頻率器件相互干擾問題得到解決。印刷碳納米管散熱油墨的屏蔽罩支持全自動PCBA貼板(波峰焊/回流焊溫區測試已通過),生產廠商省略人工貼合石墨片的工序,降低成本,生產效率大幅度提升。

手機背光源(LED)在工作時產生高發熱量,傳統的解決方案是使用石墨片進行勻熱,新型的設計理念是利用碳納米管涂層高輻射特性將熱量從屏幕正面輻射到空氣中對流散熱。且研究數據表明,碳納米管涂層的低鏡面反射率2.6%及低漫反射率0.1%指標,可用于LED背框的遮光。

手機整機通過屏蔽罩印刷、中框/底殼噴涂/印刷碳納米管散熱油墨等方式將器件產生的熱能高效率傳遞轉移,大幅度提升用戶體驗。

碳納米管涂層同時具有散熱及靜電消散功能(涂層表面阻抗107-108)。手機結構設計時可將靜電引導至涂層消散,保障人體安全及減少靜電對產品器件的沖擊。

印刷碳納米管散熱油墨的銅箔具有導熱勻熱,輻射散熱,靜電消散,電磁屏蔽等功能,且碳納米管散熱銅箔可彎折,圖形可定制,模切加工工序簡單,貼合直通率高,可完全替代人工石墨類片導熱材料。

目前,成都有機和深圳市和瑞通科技有限公司正在緊密合作,大力推廣碳納米管水性散熱油墨新產品,和瑞通公司提供全程散熱設計技術支持。

 

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