高导热复合垫片技术突破！捷邦精密联合华南理工大学获专利授权

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技术背景

随着科学技术的不断进步，现代电子产品正朝着高集成化、小型化的方向迅速发展，器件运行过程中热流密度不断增加，快速热积累问题日益突出。

为了解决热源与散热器之间的传热问题，需要在组成部件的界面间填充具有优异导热性能的热界面材料（TIM）来增强热耦合。

有机硅材料因其优异的机械性能、加工性能以及耐候性能而被广泛选择作为TIM的基体材料，但有机硅材料本身的热导率只有0.2W/（m·K）。热界面材料的面外方向面积大、厚度薄是电子元器件散热的主要方向，面外导热性能的好坏直接影响了电子元器件的散热效果。传统的高填充的方法制备的热界面材料，在面内构建了导热通路，仅能在面内获得较高的导热性能，面外导热性能较差（1-3W/（m·K））。

为了获得优异的面外导热性能，目前普遍的做法是在基体内构建取向的填料网络。

行业内目前是通过多层共挤出的方式制备取向的填料网络，可以获得较好的导热性能，然而这种方式需要特殊设计的流道系统，模具价格昂贵，工艺复杂，成本较高，不利于工程化推广。如何通过一种简便的方法制备具有优异面外导热性能的热界面材料是目前的研究难点。

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技术突破

该发明专利主要针对传统热界面材料存在面外导热性能差等问题，研究表面活性剂、纤维素对碳纳米管的取向效果的影响，通过冰模板法和冷冻干燥等工艺构筑垂直取向的高导热碳纳米管气凝胶骨架，结合有机硅填料获得高面外导热性能的复合垫片。

1.作用原理：自然状态下，碳纳米管易于团聚且难以分散，在特定表面活性剂的作用下，碳纳米管可以稳定分散在去离子水中，与纤维素形成稳定的碳纳米管/纤维素分散液，在垂直梯度的温差下，冰晶沿着温度梯度垂直生长同时将碳纳米管/纤维素挤出使其垂直排列，冷冻干燥后即得到垂直方向上定向排列的高导热碳纳米管气凝胶骨架，再真空浇铸有机硅树脂，得到面外高导热碳纳米管硅橡胶垫片。

2.有益效果：本发明制备的面外高导热碳纳米管/硅橡胶复合垫片制备简单、条件温和，在表面活性剂和纤维素的共同作用下，改善了碳纳米管的取向效果，构筑了更多的面外导热通路，进而提高硅橡胶复合垫片的面外热导率，解决传统导热材料难以获得高面外热导率的问题。

3.热导率测试：根据下表可以看出，随着碳纳米管的填充量的增加，热导率逐渐增加，当碳纳米管的填充量为80wt%，碳纳米管/硅橡胶复合垫片的热导率可以提升至30.93 W/(m·K）。实施例1相比对比例1，热导率提升了380.9%，相比对比例2，热导率提升了914.3%，说明表面活性剂和纤维素的同时引入可以改善碳纳米管的团聚现象和提高冰模板法的对碳纳米管的取向效果。

热导率测试结果

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关于捷邦精密

捷邦精密科技股份有限公司（简称“捷邦科技”）是高度定制化的精密功能件和结构件生产服务商，能够为客户提供包括产品设计研发、材料选型验证、模具设计、试制、测试、量产等一系列服务。

公司精密功能件和结构件产品品类已从防护类功能件产品经传统精密功能件过渡，开拓至柔性复合精密功能件和金属精密功能结构件，产品主要应用于平板电脑、笔记本电脑、智能家居、3D打印、无人机等消费电子产品领域；同时公司也向新材料领域延伸，开发出在力学、导电等方面有相对优势的碳纳米管产品，产品主要应用于锂电池领域。

经过多年的积累，公司凭借强大的研发设计能力，可靠的产品品质、完善的客户服务体系、灵活快速的响应能力获得了苹果、谷歌、SONOS等知名终端品牌厂商的合格供应商认证。

国家知识产权局，捷邦精密官网

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