二、纳米涂层散热片工作原理及优 势 小结：两者优劣势比较
外形结构 环保方面
传统铝挤散热片
纳米涂层散热片
铝挤立体，齿形状，铝型材使用较 片状，两边折起，结构简单，
多，质量较重
铝型材使用较少，质量较轻
有阳极氧化（电镀）工艺，会产生 有电泳工艺，其中液体或固态
液体或固态化学废品，不会排放有 化学物品循环使用，不会排放
裸机
26.8℃ 52℃
25.2℃ ---
方案一
26.4℃ 43.4℃
17℃ 8.2℃
B款
纳米涂层散热片 A款(0.15mm)、B款(0.16mm)
四、纳米涂层散热片种类及应用案例
1. 纳米涂层散热片种类
纳米涂层铝材系列：铝板厚度0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0mm等
四、纳米涂层散热片种类及应用案例
二、纳米涂层散热片工作原理及优势
1. 导入构想
结合铝本身的特点（纵向热传导能力较强，但横向的热辐射能力较 差），而分析石墨/碳刚好是横向的热辐射能力强，期望导入一种铝材和 纳米碳结合起来的复合型散热片。
这是一种散热型纳米涂料与铝型材经UV固化的新型散热介面材料， 它基于石墨的短板，提升纵向的导热系数，并充分利用碳原子的热辐射 优势，让整个导热过程变得更顺畅，效果更好。这种新型散热片在纵向 导热系数达到260，横向上达到400~450，并且在表面上增加热辐射能力 。
金属
钢 铁 黄铜 铜 银 汞 铂 金 铅 石墨/碳 铝
化学符号
混 Fe Cu,Zn Cu Ag Hg Pt Au Pb C AL
相态
固 固 固 固 固 液 固 固 固 固 固
比热容 （J/Kg.℃）
450 450 380 385 235 139 135 129 125 710 880
一、传统散热片的工作原理
二、纳米涂层散热片工作原理及优
势 3. 纳米涂层散热片优势---外形结构简单、轻薄、易加工
散热片表面的纳米涂层，耐 高温、耐腐蚀，附着力强。 分别有要求厂家做对应的可 靠性测试，并提供对应报告。
二、纳米涂层散热片工作原理及优
3. 纳米涂层散热片的优势---性价比高、更加节能减排
1. 纳米涂层散热片充分利用了铝的高热传导性 和纳米碳的高热辐射性，使散热效果更佳。
76.9
71.1
主控IC温升
57.8
51.7
IC降温幅度
---
6.1
纳米涂层 48*48*2.3mm
四、纳米涂层散热片种类及应用案例
2. 纳米涂层散热片应用案例 D-Link的PLC产品（项目名称PI699EA.1R199A-3）之前使用普通的 铝挤散热片，使用更改结构后的新型纳米涂层散热片，最终使主芯 片温度下降1~2℃，且原材料大大减少，成本也由5.7元降到1.6元。
2. 散热片工作原理
传统铝挤散热片：在考虑材质的时候除了导热系数外，还须考虑散热器
的热容量，综合这两项参数，铝的优越性就体现出来。所以，导热材料一 般采用铝合金。其特点是体积大、质量重，比热容大，热传导佳。但铝挤 结构和铝材料本身特点，决定了其另外两个热传递方式--对流、热辐射效 果较差，散热片本身大量的热能散不出去。
热传导系数 （W/mK）
80 401 429 317 34.8 129 237 226 209 201 155
由此可以看出，银和铜是最好的导热材料，其次是金和铝。但是金、银 太过昂贵，所以，目前散热片主要由铝和铜制成。但由于铜密度大，工艺 复杂，价格较贵。
一、传统散热片的工作原理
1.2 比热容又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单 位质量物质的热容量，即单位质量物体改变单位温度时的吸收 或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符 号C表示。比热容与物质的状态和物质的种类有关。
传统铝挤散热片
变更前信息： 物料编码：507000000318 物料重量：10 g 物料单价：RMB 5.7 芯片温度：104 ℃
新型纳米涂层散热片
变更后信息： 物料编码：507000000424 物料重量：4 g 物料单价：RMB 1.6 芯片温度：102 ℃
五、纳米涂层散热片标准化和选型
纳米涂层散热片的几个特点：
东莞有成品加工厂，涂料也 在东莞生产。工厂规模相对 较小（实地考察）
东莞有成品加工厂，纳米涂 料从台北空运。工厂规模相 对较大（实地考察）。
关（键 涂工 料艺上铝板）喷态 温涂） 烘工喷 烤艺在 ，：金 固将属 化纳表 成米面 型涂， 。料然（后液高
水性电泳工艺：将纳米涂料 溶在液体里，金属表面通过 表面压差吸附，然后高温烘 烤，固化成型。
培训课时
2小时
一、传统散热片的工作原理
1. 几个概念 1.1 热传递的三种方式：热传导、对流、热辐射。
对流: 对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触，造成流
体从固体表面将热带走的热传递方式。具体应用到实际来看， 热对流又有两种不同的情况，即：自然对流和强制对流。
一、传统散热片的工作原理
热辐射: 热辐射是一种可以在没有任何介质的情况下，不需要接 触，就能够发生热交换的传递方式，也就是说，热辐射其实就是 以波的形式达到热交换的目的。
五、纳米涂层散热片标准化和选型
基于以上几点，后续对纳米涂层散热片的标准化和选型方向为：
1. 铝板材的厚度，尽量追求高性价比。先规划0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm等 厚度，其中优先推荐的厚度1.0mm；散热片要求高时，可选用1.5或2.0mm；有其 它特殊散热要求的，根据实际情况而定。 2. 结构成型方面，尽量追求外形简易、加工简便。15mm*15mm以下尺寸的，直 接采用平面铝板结构；20mm*20mm以上尺寸的，平面铝板两边90度折起为优先； 散热片要求高时，可两边90度折起后再单边折1/4，不推荐可四边90度折起；有 其它特殊成型要求的，根据实际情况而定。 3. 固定方式，尽量采用导热膏固化方式。如果一定要固定到PCB上，采用弹簧 销钉方式（成本最低、组装方式最简单）。 温馨提示：新项目选型打样时，需求人不可直接联系厂家打样，须先经过器件 工程师审核、统一安排，同时需提供对应芯片的功耗参数。原因有：1) 器件工 程师需审核散热片的规格是否符合标准化；2）器件工程师需均衡各厂家打样次 数和费用，进行滚动打样。
2. 纳米涂层（铝板）散热片应用案例
原机散热方案：25*25*4mm铝挤
纳米散热片：25*39*0.35mm纳米碳铝箔
四、纳米涂层散热片种类及应用案例
2. 纳米涂层散热片应用案例
传统铝挤 65*50*8mm
原铝挤
纳米涂层
65*50*8mm 48*48*2.3mm
环境温度/℃
19.1
19.4
主控IC温度
纳米涂层散热片各厂家情况对比
公司名称
潢填科技
中科智恒
艾新科
技术专利情况
实用型技术专利证书（纳米 碳涂料配方和加工工艺）
发明技术专利证书（纳米碳 涂料配方和加工工艺）
实用型技术专利证书（纳米 碳涂料配方和加工工艺）
工厂情况
目前工厂在台湾，大陆地区 没有。工厂，规模相对较大 （参考公司简介）。后续规 划在东莞设成品加工厂。
一、传统散热片的工作原理
热传导: 物质本身或当物质与物质接触时，能量的传递就被称为热
传导，这是最普遍的一种热传递方式，由能量较低的粒子和能量较 高的粒子直接接触碰撞来传递能量。相对而言，热传导方式局限于 固体和液体，因为气体的分子构成并不是很紧密，它们之间能量的 传递被称为热扩散。
导热系数：是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差
为1度（K，℃），在1秒钟内（1S），通过1平方米面积传递的热量， 单位为瓦/米·度 （W/(m·K)，此处为K可用℃代替）。
一、传统散热片的工作原理
常见金属的导热系数表
金属
化学符号
铁
Fe
铜
Cu
银
Ag
金
Au
铅
Pb
石墨/碳
C
铝
AL
1070型铝合金
1050型铝合金
6063型铝合金
6061型铝合金
相态
固 固 固 固 固 固 固 固 固 固 固
2. 纳米涂层散热片，加工更加环保，化学物品 循环利用，从而避免有害的化学物或气体的排放。
3. 纳米涂层散热片的外形结构简单，加工工艺 更简单，使用铝型材更少，预计年节省铝型材 20000000*20克*60%=240吨以上，整体比传统的铝 型散热片更加节能、减排。
4. 纳 米 涂 层 散 热 片 的 铝 材 大 大 减 少 （ 平 均 减 少 60% 以 上 ） ，使 散 热 片整 体成 本 下 降 ， 平均 能 降 20~30%预计年节约15KK*0.10（平均价差）=150万 以上；
毒废气。
任何形态的有毒物质。
节能方面
耗材多、材料重，材料加工、产品 耗材少、材料轻，材料加工、
运输能耗相对更大
产品运输能耗更少热传导、热对流、热辐射能力
果一般，而材料成本相对较高，整 均发挥极致，散热效果佳，成
体性价比低
本相对较低，整体性价比更高
三、各厂家的技术特点及加工工艺介绍
六、其它注意事项
散热片与芯片之间的导热介质，其导热系数、热阻等直接会影响到 整体的散热效果。常见的有导热胶、导热硅胶等。
导热胶：膏状物，厚度薄，热阻低，可快速固化，能起到固定散热片作用，
不易拆卸；其导热系数可以达到0.8 W/(m·K)，使芯片与散热片接触更加充分。
六、其它注意事项
导热硅胶：软胶状，厚度与热阻成正比，易拆卸，需要通
二、纳米涂层散热片工作原理及优势
2. 纳米涂层散热片工作原理
纳米涂层散热片：导热材料一般采用铝合金，将μm厚度级别的纳米碳材料 均匀涂布于铝合金基材上，领用碳原子间(5300 W/m·K)的高导热效能，进 行热传导，再藉由碳原子高热辐射效能，将热能转换为红外线射频，传递 散热效能。其表比热容一般，但面积大、质量轻，热传导、对流、热辐射 均极佳，整体散热效果相对传统铝挤散热片大幅提升。