Tabla de contenido
Capítulo 1 Introducción
1.1 Comprensión de los materiales de los disipadores de calor
1.1.1 Definición y función de los materiales disipadores de calor
1.1.2 El papel clave de los materiales disipadores de calor en los sistemas electrónicos
1.2 Introducción básica del disipador de calor de cobre y tungsteno
1.2.1 Relación de componentes del disipador de calor de cobre y tungsteno común
1.2.2 Microestructura del disipador de calor de cobre y tungsteno
1.2.3 Análisis del mecanismo de enlace del tungsteno y el cobre a nivel atómico
1.3 Propiedades básicas del disipador de calor de cobre y tungsteno
1.4 Historial de desarrollo y estado actual del disipador de calor de cobre y tungsteno
1.4.1 Desarrollo del disipador de calor de cobre y tungsteno
1.4.2 Avances tecnológicos clave en diferentes períodos
1.4.3 Estado de aplicación y perspectivas de desarrollo del disipador de calor de cobre y tungsteno
Capítulo 2 Rendimiento del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1 Conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.1 Mecanismo de conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.2 Factores que afectan la conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.2.1 Efecto de la composición sobre la conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.2.2 Efecto de la estructura sobre la conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.2.3 Efecto de las impurezas en la conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.3 Método de prueba para la conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.1.4 Cómo mejorar la conductividad térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.2 Control del coeficiente de expansión térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.2.1 Principio del coeficiente de expansión térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.2.2 Efecto de la relación tungsteno-cobre en el coeficiente de expansión térmica
2.2.3 Método de prueba para el coeficiente de expansión térmica del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.2.3 Métodos y estrategias para lograr una correspondencia precisa del coeficiente de expansión térmica
2.3 Propiedades mecánicas del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.3.1 Resistencia del disipador de calor de cobre y tungsteno y su método de prueba
2.3.2 Dureza del disipador de calor de cobre y tungsteno y su método de prueba
2.3.3 Tenacidad del disipador de calor de cobre y tungsteno y su método de prueba
2.3.4 Ductilidad del disipador de calor de cobre-tungsteno y su método de prueba
2.3.5 Correlación entre las propiedades mecánicas y térmicas del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.4 Conductividad eléctrica y otras propiedades del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.4.1 Conductividad eléctrica del disipador de calor de cobre y tungsteno y su método de prueba
2.4.2 Resistencia a la oxidación del disipador de calor de cobre y tungsteno y su método de prueba
2.4.3 Resistencia a la corrosión y otras características de rendimiento del disipador de calor de cobre y tungsteno
2.5 CTIA GROUP LTD disipador de calor de cobre y tungsteno MSDS
Capítulo 3 Clasificación de los disipadores de calor de cobre-tungsteno
3.1 Clasificación de los disipadores de calor de cobre y tungsteno según su relación de composición
3.1.1 Rendimiento y aplicación de W90Cu10
3.1.2 Rendimiento y aplicación de W85Cu15
3.1.3 Rendimiento y aplicación de W80Cu20
3.1.4 Rendimiento y aplicación de W75Cu25
3.1.5 Rendimiento y aplicación de W50Cu50
3.1.6 Comparación del rendimiento de diferentes proporciones de composición de tungsteno y cobre
3.2 Clasificación de los disipadores de calor de cobre y tungsteno según el proceso de fabricación
3.2.1 Preparación del disipador de calor de cobre-tungsteno mediante pulvimetalurgia
3.2.2 Preparación del disipador de calor de cobre-tungsteno mediante el método de infiltración
3.2.3 Otros nuevos procesos de preparación (como sinterización por prensado en caliente , pulverización de plasma)
3.3 Clasificación de los disipadores de calor de cobre y tungsteno según el campo de aplicación
3.3.1 Disipador de calor de cobre y tungsteno para encapsulado electrónico
3.3.2 Disipador de calor de cobre y tungsteno para aplicaciones aeroespaciales
3.3.3 Disipador de calor de cobre-tungsteno para gestión térmica industrial
3.3.4 Disipador de calor de cobre y tungsteno para calentamiento láser
3.3.5 Otros disipadores de calor de cobre y tungsteno para usos especiales
Capítulo 4 Tecnología de preparación del disipador de calor de cobre y tungsteno
4.1 Proceso tradicional de preparación del disipador de calor de cobre y tungsteno
4.1.1 Metalurgia de polvos (principio, proceso y pasos clave)
4.1.2 Método de infiltración (proceso y análisis de ventajas y desventajas)
4.1.3 Puntos técnicos de la sinterización en fase líquida a alta temperatura
4.2 Tecnología innovadora moderna de disipador de calor de cobre y tungsteno
4.2.1 Principios y ventajas del prensado isostático en caliente
4.2.2 Introducción a la tecnología de sinterización por plasma de chispa
4.2.3 Otras tecnologías emergentes como la tecnología de impresión 3D
4.3 Comparación de procesos y selección de disipadores de calor de cobre y tungsteno
4.3.1 Diferencias en los efectos de los distintos procesos de preparación sobre las propiedades del material
4.3.2 Consideraciones para seleccionar un proceso de preparación adecuado según los requisitos de la aplicación
4.3.3 Análisis de costos y estrategia de optimización del proceso de preparación
4.4 Control de calidad e inspección del disipador de calor de cobre y tungsteno
4.4.1 Eslabones clave en el control de calidad de los materiales
4.4.2 Métodos y normas de pruebas de rendimiento de materiales
4.4.3 Análisis de defectos y medidas de mejora del disipador de calor de cobre y tungsteno
Capítulo 5 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en el campo de la información electrónica
5.1 Disipación de calor de dispositivos semiconductores
5.1.1 Desafíos de disipación de calor de los chips semiconductores de potencia
5.1.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en la disipación de calor del chip
5.1.3 Comparación del rendimiento entre el disipador de calor de cobre y tungsteno y otros materiales de disipación de calor
5.2 Empaquetado de circuitos integrados
5.2.1 Requisitos para los materiales de disipación de calor en el encapsulado de circuitos integrados
5.2.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en diferentes formas de embalaje
5.2.3 Mecanismo de mejora del rendimiento del circuito integrado mediante disipador de calor de cobre y tungsteno
5.3 Disipación de calor del equipo de comunicación
5.3.1 Características de los requisitos de disipación de calor para equipos de estaciones base de comunicaciones 5G
5.3.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en el módulo de comunicación
5.3.3 El disipador de calor de cobre y tungsteno favorece el desarrollo de la miniaturización y la alta eficiencia de los equipos de comunicación.
5.4 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en otros dispositivos electrónicos
5.4.1 Aplicación en soluciones de refrigeración de CPU de ordenadores
5.4.2 Exploración de posibles aplicaciones en la electrónica de consumo
Capítulo 6 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en la industria energética y eléctrica
6.1 Disipación de calor de dispositivos electrónicos de potencia
6.1.1 Problemas de calentamiento de dispositivos electrónicos de potencia como tiristores e IGBT
6.1.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en dispositivos electrónicos de potencia
6.1.3 Contribución del disipador de calor de cobre-tungsteno a la mejora de la estabilidad y la eficiencia del sistema eléctrico
6.2 Nuevos equipos de generación de energía
6.2.1 Requisitos de disipación de calor de los inversores solares fotovoltaicos
6.2.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en el convertidor de turbina eólica
6.2.3 La importancia del disipador de calor de cobre y tungsteno en el desarrollo de la nueva industria energética
6.3 Disipación de calor del sistema de almacenamiento de energía
6.3.1 Desafíos de la gestión térmica de los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de litio
6.3.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en la disipación de calor de baterías de almacenamiento de energía
6.3.3 El papel del disipador de calor de cobre y tungsteno en la mejora del rendimiento del sistema de almacenamiento de energía
Capítulo 7 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en el campo aeroespacial
7.1 Disipación de calor de los equipos electrónicos de las aeronaves
7.1.1 Problemas de disipación de calor de los equipos de aviónica en entornos complejos
7.1.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en el sistema de aviónica de aeronaves
7.1.3 El disipador de calor de cobre y tungsteno cumple con los requisitos de ligereza y alto rendimiento en el campo de la aviación.
7.2 Control térmico de satélites y naves espaciales
7.2.1 Principio de funcionamiento y requisitos del sistema de control térmico del satélite
7.2.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en equipos electrónicos satelitales
7.2.3 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en el sistema de energía satelital
7.2.4 La importancia de los disipadores de calor de cobre y tungsteno para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo de las naves espaciales
7.3 Rendimiento del disipador de calor de cobre y tungsteno en entornos especiales
7.3.1 Efecto de la alta temperatura en el disipador de calor de cobre y tungsteno
7.3.2 Efecto de la baja temperatura en el disipador de calor de cobre y tungsteno
7.3.3 Efecto de la radiación sobre el disipador de calor de cobre y tungsteno
7.3.4 Estudio sobre la estabilidad del disipador de calor de cobre y tungsteno en entornos extremos
7.3.5 Estrategia de optimización del disipador de calor de cobre y tungsteno para entornos extremos
Capítulo 8 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en otros campos
8.1 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en equipos médicos
8.1.1 Requisitos de disipación de calor de los equipos de imágenes médicas
8.1.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en equipos láser médicos
8.1.3 El papel del disipador de calor de cobre y tungsteno en la mejora del rendimiento de los equipos médicos
8.2 Aplicación del disipador de calor de cobre y tungsteno en la fabricación industrial
8.2.1 Aplicación de materiales de electrodos en la electroerosión
8.2.2 Exploración de posibles aplicaciones en la fabricación de moldes
Capítulo 9 Perspectivas de desarrollo del disipador de calor de cobre y tungsteno
9.1 Dirección de investigación y desarrollo del nuevo disipador de calor de cobre y tungsteno
9.1.1 Diseño de estructura de gradiente e innovación de procesos
9.1.2 Ingeniería de refuerzo e interfaz de nanocompuestos
9.1.3 Diseño integrado multifuncional
9.2 Integración y desarrollo de disipadores de calor de cobre-tungsteno y tecnologías emergentes
9.2.1 Ingeniería genética de materiales impulsada por IA
9.2.2 Internet de las cosas y sistema de gestión térmica inteligente
9.3 Demanda del mercado y perspectivas de la industria del disipador de calor de cobre y tungsteno
9.4 Panorama de la competencia regional de los disipadores de calor de cobre y tungsteno
9.4.1 Dominio de Asia-Pacífico (Proporción de capacidad de China y Japón)
9.4.2 Barreras técnicas europeas y americanas y objetivos de sustitución internos
9.5 Desafíos y soluciones del disipador de calor de cobre y tungsteno
9.5.1 Estrategia de control de costos
9.5.2 Dirección de mejora del rendimiento
Capítulo 10: Normas y especificaciones para disipadores de calor de cobre y tungsteno
10.1 Norma nacional china para disipadores de calor de cobre y tungsteno
10.2 Normas internacionales para disipadores de calor de cobre y tungsteno
10.3 Estándares de disipadores de calor de cobre y tungsteno en Europa, América, Japón, Corea del Sur y otros países del mundo
apéndice:
Glosario de disipadores de calor de cobre y tungsteno
Referencias
Capítulo 1: Introducción
1.1 Comprensión de los materiales de los disipadores de calor
1.1.1 Definición y función de los materiales disipadores de calor
El material disipador de calor se refiere a una clase de materiales con alta conductividad térmica, coeficiente de expansión térmica apropiado y buenas propiedades mecánicas, que se utilizan para absorber, conducir y disipar el calor generado durante el funcionamiento de dispositivos electrónicos u otros equipos para mantener el equipo dentro de un rango de temperatura de funcionamiento seguro.
Su función principal es transferir calor desde áreas de alta temperatura (como chips o módulos de potencia) a áreas de baja temperatura (como el entorno o el sistema de refrigeración) a través de una conducción de calor eficiente y radiación térmica, evitando así que el dispositivo se sobrecaliente y cause degradación del rendimiento o fallo. Los materiales disipadores de calor suelen tener alta conductividad térmica (por ejemplo, la conductividad térmica del cobre es de aproximadamente 401 W/ m·K y la de la aleación de molibdeno-cobre es de aproximadamente 150-270 W/ m·K ), pueden transferir calor rápidamente y deben coincidir con el coeficiente de expansión térmica de los componentes electrónicos para reducir la tensión térmica.
Por ejemplo, las láminas de molibdeno-cobre (como Mo70Cu30) son altamente compatibles con sustratos cerámicos (como nitruro de aluminio) debido a su coeficiente de expansión térmica ajustable (aproximadamente 8-10×10 ⁻⁶ /K), y se usan a menudo como sustratos de disipación de calor para equipos de comunicación 5G. Otra función importante de los materiales disipadores de calor es mejorar la confiabilidad a largo plazo del sistema y reducir la tasa de envejecimiento de los dispositivos mediante una gestión térmica eficaz. Por ejemplo, en el módulo de potencia de los vehículos eléctricos, los materiales disipadores de calor garantizan la estabilidad de las baterías e inversores bajo cargas elevadas y prolongan la vida útil del equipo. Además, los materiales disipadores de calor también deben tener buena procesabilidad y resistencia a la corrosión para adaptarse a procesos de fabricación complejos y diversos entornos de trabajo, como las condiciones de alta temperatura y vibración en equipos aeroespaciales.
El papel de los materiales disipadores de calor no se limita a la gestión del calor, sino que también incluye el soporte estructural y la optimización del rendimiento eléctrico. En algunas aplicaciones, los materiales disipadores de calor deben ser conductores. Por ejemplo, las láminas de cobre-molibdeno se utilizan como sustratos de disipación de calor y componentes conductores en dispositivos electrónicos de alta frecuencia, y su conductividad puede alcanzar el 30-40% IACS (Estándar Internacional de Cobre Recocido). La elección de los materiales disipadores de calor afecta directamente el rendimiento, el coste y la fiabilidad del equipo. Por ejemplo, en el campo de la optoelectrónica, los láseres de alta potencia utilizan materiales disipadores de calor (como Mo60Cu40) para gestionar las cargas térmicas y garantizar la estabilidad de la longitud de onda del láser. En general, los materiales disipadores de calor contribuyen al funcionamiento eficiente de los sistemas electrónicos modernos mediante la optimización de las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas, y son la clave para lograr la miniaturización y la alta potencia de los equipos de alto rendimiento.
1.1.2 El papel clave de los materiales disipadores de calor en los sistemas electrónicos
Los materiales disipadores de calor desempeñan un papel fundamental en los sistemas electrónicos, ya que el alto rendimiento, la miniaturización y la alta densidad de potencia de los dispositivos electrónicos han impulsado un fuerte aumento de la demanda de gestión térmica. A medida que la Ley de Moore impulsa la integración de chips, la densidad de potencia de los dispositivos electrónicos modernos (como CPU, GPU y semiconductores de potencia) ha aumentado significativamente, generando una gran cantidad de calor. Por ejemplo, el amplificador de potencia de RF de una estación base 5G genera altas cargas térmicas durante el funcionamiento a alta frecuencia. Si el calor no se disipa eficazmente a través de los materiales disipadores, puede causar una degradación del rendimiento del dispositivo o daños permanentes. Los materiales disipadores de calor conducen rápidamente el calor para mantener la temperatura de funcionamiento del dispositivo dentro de un rango seguro (normalmente por debajo de 100-150 °C, según el tipo de dispositivo), lo que garantiza un funcionamiento eficiente y la fiabilidad a largo plazo del sistema. Por ejemplo, las láminas de cobre-molibdeno se utilizan ampliamente como disipadores de calor en equipos de comunicación 5G debido a su alta conductividad térmica y a su expansión térmica, que se adapta a los sustratos cerámicos para garantizar la estabilidad de la transmisión de la señal.
READ MORE: Qué es un disipador de calor de cobre y tungsteno
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