導熱吸波材料的應用及研發趨勢

産品描述

導熱吸波材料的應用及研發趨勢

随着電子技術的發展，從電子消費品如手機、平闆電腦，到5G通信的RFFE/天線模塊、MIMO、 wifi6、雷達以及光通信的光模塊等新一代的電子元器件具有更高的數據傳輸速率、更高的功率密度和更高的發射頻段，而且要求電子設備在維持現有體積甚至縮小體積的同時兼具更多的功能模塊，使得電子設備在工作時會産生大量的餘熱。這些餘熱會升高電子設備的溫度，造成設備性能穩定性下降，甚至對整個系統造成損害，嚴重的會引起設備起火等事故，同時，如果散熱不到位也會大大降低電子設備的使用壽命。使用高導熱功能材料能夠有效的疏散多餘熱量,滿足設備對熱管理的需求,這對于高功耗系統是非常有必要的。同時随着電子元件功率密度的提高,所引起的電磁波輻射幹擾也日益受到關注，為了提高設備的抗電磁幹擾能力,電子封裝材料也需要具有一定的電磁波吸收性能來保護電子元件的正常工作。EMI解決方案可能會産生熱問題，反之亦然。因此很難單獨解決EMI或散熱問題，同時解決這兩個問題越來越成為工程師們必須面對的問題，尤其是兩者需要兼顧的情況下。導熱吸波材料應運而生。

越來越多的應用需要更高的導熱系數，例如大于6W/m·K, 更寬的吸波頻段（100M~6GHz）,同時對導熱吸波材料的形态也有了更高的要求，如基于以上高導熱寬吸波頻段的同時兼具非導電且可回彈性的導熱墊片、高流速的雙組份導熱凝膠等等。導熱吸波材料可直接應用于散熱器件和金屬外殼之間，能有效将熱能導出，同時具有電磁屏蔽及電磁雜波吸收性能，為電子通信産品的導熱和電磁屏蔽提供良好的解決方案。導熱吸波材料主要被用于通信設備，網絡設備以及TV模塊等産品。

一般來說，高分子聚合物的熱導率、電導率及吸波性能普遍較低，限制了其在高性能電子系統中的進一步應用。高分子複合材料由于其具有高性能、耐腐蝕、輕質、生産成本低廉等特性被廣泛地應用在電子封裝領域。在目前的工業生産實際中，為了解決上述問題,将高性能的填料諸如氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、石墨烯、碳纖維、羰基鐵粉、鐵氧體、MXene等加入聚合物基體中制備複合材料是一種簡單直接的方案。這種加工方式要求較高的填料填充含量才能夠提高材料的功能性，然而過高的填料含量會使所制備的複合材料機械性能顯著下降，影響了材料的實際應用。所以，導熱吸波高分子複合材料的研究重點在于選擇合适的導熱和吸波填料，同時優化兩種功能性填料的搭配比例，表面處理和制備工藝，解決高分子聚合物在高填充下還能保持卓越的機械性能、抗老化性能以及凝膠類産品在滿足高的功能性的同時兼顧凝膠類産品的高擠出速率、易于點膠工藝等等的難題将是未來該類材料的研究發展趨勢，最終實現導熱性能和吸波性能的綜合最優結果。