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随着集成电路的高度集成化和逐渐微型化，电气设备功率密度的不断提高使其面临严峻的散热挑战。电气设备中的电子元器件作为发热源，需要通过热界面材料才能与导热结构件之间进行高效热量传输，然后导热结构件通过内部空气与外壳进行热交换，最后将热量散发到外部环境中。因此，高性能热界面材料的设计、开发和应用对解决电气设备散热问题至关重要。

图1高功率芯片热传导示意图

导热硅胶垫片作为当前使用最广泛的热界面材料之一，不仅专门利用聚合物的可压缩特性能够对缝隙进行有效填充，而且具有远超聚合物基体的热导率，有效打通了发热源与导热结构件之间的热传输通道，使热量传输效率更高效以满足电气设备散热需求。同时垫片厚度可调，并且集较佳的电绝缘特性、良好的弹性和密封效果于一身，能够满足设备微型化的设计要求。

但是由于普通硅胶导热性能非常差，因此需要添加导热填料以提高其导热性能。氧化铝因其能够满足热界面材料热导率需求，同时具有来源广泛，制造成本低，应用性价比高等优势，成为目前最常用的导热填料。按照外观形态可将氧化铝填料分为片状氧化铝和球形氧化铝两大类。

片状氧化铝具有特殊的二维片状结构(长径比大于10:1)，粒径通常在几微米到几十维米范围内，厚度约几百纳米，主要通过熔盐法、溶胶凝胶法、球磨混合法等路线制备，广泛应用于导热填料、增韧剂、耐火材料和珠光颜料等。以片状氧化铝为填料时，具有高长径比的微米级氧化铝片更容易在聚合物基体内相互接触形成有效导热网络，可有效提高热界面材料的热导率。因此在相同氧化铝填充量时，片状氧化铝填充的导热硅胶垫片导热性能要优于球形氧化铝填充的导热硅胶垫片。此外也可对二维片状氧化铝进行结构设计，通过真空辅助抽滤、热压、静电纺丝等技术诱导二维片状结构层层有序组装，在平面内形成有效导热通道，从而设计和开发出具有高平面内热导率的各向异性导热材料，可应用于大平板散热等使用场景。

图2片状氧化铝有序组装构建的具有高平面内热导率的复合材料

但是由于片状氧化铝颗粒表面能较球形氧化铝更大，表面流动性更差，同时片状氧化铝颗粒和颗粒之间的接触和碰撞相比于球形氧化铝更剧烈，使得片状氧化铝与聚合物组成的混合体系粘度会更高，最终导致硅胶导热垫片柔韧性大幅下降。此外，相比于球形氧化铝，制备过程中片状氧化铝在复合体系中更易发生沉降，导致硅胶导热垫片上下分层，均匀性明显降低。因此，片状氧化铝作为导热填料时对成型工艺要求更高，这也是其在导热硅胶垫片中应用相对较少的主要原因。

图3片状氧化铝在复合体系中沉降示意图

球形氧化铝形貌呈现为规则球形结构，粒径通常在几微米到几十维米范围内，主要通过液相沉淀法、高温等离子体法、喷雾热解法等路线制备。市售球形氧化铝粉体球化率和产率都比较高，粒径也可根据具体使用场景进行定制化处理，综合使用成本相对较偏低。以球形氧化铝为填料时，颗粒的球形度越高，其表面能就越小，表面流动性也就越好，能够与聚合物基体更加均匀的混合，混合体系流动性更好，成膜后制备得到的复合材料均匀性更好。所以用球形氧化铝为导热填料制备导热硅胶垫片时，当氧化铝颗粒球形度越高时，其柔韧性也就越高，力学性能更好。因此相比于片状氧化铝，以球形氧化铝为导热填料制备得到的热界面材料柔韧性和机械性能更好。

图4球形氧化铝在复合体系中均匀分布示意图

但是大尺寸球形氧化铝颗粒在制备过程中容易在晶体内部形成气孔及空位等晶体缺陷，导致其其导热率降低。同时相比于高长径比片状氧化铝，球形氧化铝不容易在聚合物基体内部形成导热网络，因此在相同填料填充量下，球形氧化铝填充的导热硅胶垫片导热性较差。

总结

综上所述，片状氧化铝填充的热界面材料其导热性能更具优势，但是不易成型，均匀性和柔韧性较差，当前应用场景较少，急需开发新型复合策略和制备方法以解决难成型、柔性差等难题；球形氧化铝填充的热界面材料虽然导热性能略差，但是具备较佳的柔韧性和力学性能，市场应用更广泛。

投稿人:cooling

CIME第十届深圳国际导热散热材料及设备展

年8月29日-31日，深圳国际会展中心

随着5G大规模商用推进，移动通讯、物联网、人工智能、动力电池等新产品新技术将具备高热流密度、高功率超薄等特性，对导热散热材料提出更高的要求。以5G时代智能手机为例，芯片、模组及器件集成度和密集度大幅度提升，导致设备功耗和发热密度大大增加，新型导热和散热材料成为一个重点的研究领域。为了更好的推动企业价值与行业效应，由博寒展览、励悦展览主办的CIME第十届深圳国际导热散热材料及设备展将于年8月29日-31日深圳国际会展中心召开。

展品范围

导热填料：无机非金属：氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化镁、氧化铍、石墨、炭黑等；金属粉体：铜粉、银粉、金粉、镍粉和铝粉、钠钾合金、铅铋合金、镓铟合金、液态金属原液；化工原料：有机硅、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、酚醛树脂及化工原料等

电子封装材料：金属：铝、铜（铍铜）、钨/铜、钼/铜、硅/铝、铍/铝、泡沫金属/多孔金属等；橡胶；陶瓷材料：氮化铝、氧化铝、氧化锆、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物；玻璃等

导热散热材料热界面材料：导热矽胶布、薄膜/胶带、导热硅胶、导热硅脂、导热凝胶、导热灌封胶、导热垫/碳纤维导热垫、聚合物基复合导热材料，液态金属，导热灌封胶等

陶瓷基板：氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)、氧化铍(BeO)；碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等

热沉材料：金属/合金(半固态压铸件)；金刚石/铜、金刚石/铝等复合材料，石墨/铜、石墨/铝等复合材料，金属基复合材料导热高分子：导热塑料（PPS、PA6/PA66、PC、PP、PPA、LDPE、PEEK）、导热绝缘塑料，导热橡胶等碳材料：石墨膜（PI膜）、碳纳米管、碳纤维短纤、石墨烯导热膜、金刚石材料等相变材料（储热）：石蜡、脂肪醇、脂肪酸、烷烃基合金；熔盐、盐水合物、共晶混合物等隔热材料：气凝胶材料（碳基、二氧化硅、二氧化锆、氧化铝等）、碳毡、复合硅酸盐材料等

导热散热组件：热管/均热板，覆铜板，功率器件（碳化硅、氮化镓、氧化镓、MOSFET、IGBT）及模块等散热风扇配件：铜、铝制品、铝器材、散热型材、铁散热片、钣金、五金冲压件、机箱、散热垫、翅片管、导热管、导热板、散热模块、触控板、风扇网罩、风机、电机、马达、风扇自动组装机、散热器焊接等；散热设备：液态金属散热器、型材散热器、散热风扇、散热模组、热导管、插片散热器、插针式散热器、机箱一体化散热器、水冷散热器、电阻散热器、LED散热器、CPU散热器、IGBT散热器、电焊机散热器、肋片式散热器、变频散热器、热管散热器、叉指形散热器、液冷散热、组合散热器、固态继电器用散热器、大功率晶体管散热器及相关配件等;

分析与检测：分析仪器、激光导热仪、导热分析仪、导热系数仪、热膨胀仪、电子热测试仪、风量风压测试仪、激光导热系数测量仪、材料强度试验机、热物性测量设备等；

加工设备：压延机、涂布机、分条机、模切机、复卷机、切片机;切卷机;分切机、精密裁切机、自动化分条机、导热材料生产设备、数控卷材裁切设备,数控机床设备、自动化生产线和热传实验室、整套工艺及定制设备等；等热设计：热仿真模拟/热设计软件数据中心液冷散热技术展区：液冷数据中心运维实践案例；冷板式液冷传热强化技术、浸没式液冷传热强化技术、两相流（泵送）冷却技术、数据中心液冷系统热仿真、浸没式液冷材料兼容性；快速连接器技术、制冷剂、漏液检测技术、智能流体分配技术、智能温度监控技术；数据中心的应用：模块化数据中心、数据云箱、机房解决方案、蓄电池、电能存储、机房专用空调及新风系统、UPS不间断电源、安防、综合布线、绿色数据中心、数据中心维护等系统与解决案等；

参展流程

CIME国际导热散热材料及设备展览会

致力于促进导热散热材料行业的快速发展，打造值得信赖的新材料商贸平台！

年8月29-31日

深圳国际会展中心（宝安新馆）

年12月13-15日

上海新国际博览中心（浦东新区）

期待您的到来

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