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柔性导热垫片

一种基于铜网/铜纤维三维骨架的柔性导热结构设计。通过活性熔固技术将金刚石等高导热颗粒固定在柔性金属骨架上,形成三维导热相网络,用于改善复杂界面贴合。

核心性能指标

导热系数(面内,设计区间)200–400 W/m·K
导热系数(厚度方向,设计区间)30–150 W/m·K
柔性变形能力可弯曲
热膨胀系数与铜接近
厚度范围0.5–3 mm

技术优势

三维骨架结构

采用铜网或铜纤维作为三维骨架,提供连续的导热通道。骨架本身具有良好的柔性,可适应不平整界面与热应力变形。

活性熔固结合

通过活性熔固技术将金刚石、氮化硼等高导热颗粒牢固结合在金属骨架上,形成稳定的化学冶金连接,确保长期可靠性。

柔性与导热兼顾

用于改善复杂界面贴合,在保持导热能力的同时提供柔性与界面适应能力。

技术原理与制备

核心结构设计

高性能导热骨架选择

采用微米级金属网或定向排列金属纤维作为三维导热支架,利用金属的导热性与延展性,构建连续热传导网络。

  • 网格结构:排布规整,厚度可控,适合大面积应用时保持一致。
  • 纤维网络:三维交织,柔韧性较好,可适配非平整界面。

高导热复合增强相

在金属骨架的微观孔隙内嵌入改性碳基增强颗粒(如金刚石、氮化硼等),通过界面处理实现增强颗粒与金属骨架的冶金结合,降低界面物理间隙。

金刚石增强
提供垂直热传导通道
陶瓷基增强
平衡高导热与系统电绝缘需求

制备工艺流程

1

界面活化预处理

对金属骨架进行清洁与表面能调控,去除微观氧化层,提高后续钎焊的界面润湿性与结合强度。

2

多维弥散填充

将包覆处理后的增强颗粒与活性界面组分均匀分散,利用真空辅助或物理能量使填料进入骨架孔隙,形成连续导热路径。

3

受控物理冶金结合

在真空或保护气氛、低压条件下,按设定热循环使活性元素在界面发生原位反应,生成碳化物/氮化物界面,降低界面热阻。

4

精密后处理与定制化

控制冷却以释放内应力,得到柔性结构。可按需求进行表面平整或按图纸裁剪。

应用前景

高导热界面材料的演进方向

本方案结合金属强度、碳基传热与柔性结构,面向高性能热界面材料(TIM)相关场景的设计方向:

  • 新能源动力系统:保障电池包与电机控制器的长效热安全。
  • 高集成通信基站:应对5G/6G射频模块的极端热流密度。
  • 轻量化电子:在轻量化要求下实现热扩散。
探索热管理应用领域

定制化解决方案

簇锋提供从底层骨架设计、颗粒配方优化到成品规格定制的研发服务。针对客户特定的热流密度需求,通过调整界面应力与增强相分布,提供性能定制方案。

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相关专利技术

核心知识产权布局

已完成专利布局,覆盖材料组分、界面工程及核心制备工艺。

核心发明专利

一种基于活性熔固金属骨架增强的柔性高导热复合材料及其制备方法

该专利详细定义了以金属网/纤维为结构底座,通过原位冶金焊接技术固定高导热颗粒的系统方法。其核心价值在于通过界面化学键合取代了传统的物理掺杂,意在提高界面传热效率与抗老化可靠性。

申请号:202511963728.9

交流设计方案

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