電子產品熱管理用新型導熱填料
隨著電子產品越來越走向精細化,占地面積越來越小的電子組件設計日益復雜,散熱也變得越來越重要。新開發(fā)的導熱型填料,如硅酸鋁,有助于用于電子產品的塑料滿足要求。
用各種金屬和金屬制冷部件進行散熱是人們所熟悉的方式。電子行業(yè)常用鋁散熱片和金屬外殼進行被動和主動冷卻。在這兩種情況下,不可避免地會產生制造成本高企不下。所需的幾何形狀越復雜,制造冷卻部件的難度越大。直接大規(guī)模生產復雜的零部件,如采用熱塑性塑料和熱固性塑料加工用的注塑成型方式,又不適用于金屬。另外,所有金屬都有非常好的導電性,如果某些應用不歡迎這種導電性,就必須采取絕緣措施。而這又可能對導熱性產生不利影響。
觀察熱傳導過程中對流和輻射的存在機理,如,在空氣中進行自由對流熱傳導,根據(jù)溫度的不同,導熱率處于1.3~5 W/mK 這個范圍。
輻射反映著物體表面以及相關部件設計的導熱能力,對散熱也起著至關重要的影響。為了使塑料能夠彌補與所需達到的導熱性的差異,必須大幅提高其內在的導熱性能。選擇的途徑既可以是本身即(在某種程度上)具有導電性的塑料,或在塑料中添加助劑或填料。 自身導電的塑料是那種在產量和成本方面具有金屬無法取代的優(yōu)勢的特殊產品。
首先預設添加的助劑或填料可使材料自身帶有很高的導熱性能,這樣,就可以極大豐富塑料的性能。除了需要具有內在導熱性外,如果可能,要求聚合物基質分散理想,且其填料粒子在滲濾過程中呈理想的趨同狀態(tài)。這種要求可通過提高填料含量來達到,但是這會產生諸多劣勢。如:
● 可加工性,即流動性能下降。
● 根據(jù)所用助劑/填料硬度的不同,可增加機械部件的耐擦損性能。
● 填料含量高,會造成機械性能的嚴重下降,并且,由于填料材料的特定性質,如各向異性,會由于粒子在注塑成型過程中的取向而產生不成正比的顯著影響。
助劑/填料價格和供應問題也不可低估,因為它們對成本的影響也很明顯。