随着通信技术的发展,应用范围越来越大,能量损耗也逐渐加大。现在的5G通信中,由于传输速度的迅速提高,能量损耗也急剧增加,发热的情况越来越多。对于5G设备,散热是一个迫在眉睫的问题。所以,在这种情况下,导热塑料的应用显得十分重要。5G的发展离不开导电塑料,因为5G技术对设备散热性能的要求也变得更高了。



图 通信发展的能量损耗情况


我们了解到,5G基站的功耗是4G基站的2.5-4倍,势必会增加基站的发热量。普通的散热装置是金属压铸散热器,但金属较重且不绝缘,工艺复杂,加工精度高,耐蚀性差。为了减轻重量和降低成本,对散热材料的要求更高,并且需要具有较低密度,更好的导热性和强耐腐蚀性的材料。



图 5G散热器


除基站外,手机,笔记本电脑,平板电脑和其他电子设备的散热问题也是模切行业十分关注的焦点。随着电子设备的功能越来越多,电子设备的功耗和发热越来越严重。同时,有限的空间设计对散热提出了更高的要求。未来5G千元机市场,塑料外壳可能迎来爆炸式增长。但是,众所周知,普通塑料制成的壳体导热性差,不能及时释放终端设备内部产生的热量,从而影响设备的性能。


为了解决设备的散热问题,并且为了减轻重量和降低成本,出现了诸以塑代钢、以塑代铝等散热材料的解决方案,并且导热塑料受到关注。


什么是导热塑料?


导热塑料是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充,以提高其导热性能,其主要基体材料有PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等,是通过填充AlN、SiC、Al2O3、Mg(OH)2、石墨等填料来提高材料的导热性能。


导热塑料的导热机理


▶导热塑料的导热性能取决于聚合物与导热填料的相互作用,不同种类的填料具有不同的导热机理。


金属填料:金属填料的导热主要是靠电子运动进行导热,电子运动的过程伴随着热量的传递。


▶非金属填料:非金属填料导热主要依靠声子导热,其热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动,包括金属氧化物、金属氮化物以及碳化物。


导热塑料填料种类


▶金属粉末填料:铜粉、铝粉、铁粉、锡粉、镍粉等。


▶金属氧化物:氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁、氧化锌。


▶金属氮化物:氮化铝、氮化硼、氮化硅。


▶无机非金属:石墨、碳化硅、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳化铍等。



图 导热塑料的散热情况


导热塑料的优势


▶散热均匀,避免灼热点,减少零件因高温造成的局部变形,热导率以及各项物理性能可调;


▶重量轻,比铝材轻 40-50%;


▶成型加工方便,可大批量快速成型,无需二次加工,大大缩短了产品生产周期,降低生产成本;


▶产品设计自由度高,可制成较复杂的形状;


▶基材选择广泛,可根据产品要求进行选材,降低产品成本,应用广泛。


如今,导热塑料多用于电池壳,LED灯罩,手机壳,无线网卡外壳、汽车散热器等领域。未来,在5G通信设备,功率变换设备、存储模块等散热部件以及手机和其他电子设备中将有更大的应用需求。


从基站的胶带来说,信息消费联盟理事长项立刚表示,相比4G,5G基站的数量增加了一倍。从今年起的未来三年中,每年将建立100万个5G基站,最终可能需要800万到1000万个5G基站。高通公司表示,就智能终端而言,到2022年,5G智能手机的出货量将达到14亿部。到2025年,全球将有28亿个5G网络设备。这可能给导热塑料带来可观的市场增长。


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