Új fejlesztések a termikus határfelületi anyagok terén fokozzák az elektronikai hűtés hatékonyságát

Home " Új fejlesztések a termikus határfelületi anyagok terén fokozzák az elektronikai hűtés hatékonyságát

A termikus határfelületi anyagok új fejlesztései javítják az elektronikai hűtés hatékonyságát-A termikus határfelületi anyagok kulcsszerepet játszanak a modern elektronikai eszközökben, és szerepük a hőkezelés optimalizálására, valamint az eszközök teljesítményének, megbízhatóságának és élettartamának javítására irányul. Az elektronikus eszközök folyamatos fejlődésével és funkcionalitásának növekedésével a keletkező hő mennyisége gyorsan növekszik, ami különösen fontossá teszi a hatékony hőkezelést.

A TERMIKUS HATÁRFELÜLETI ANYAGOK ÚJ GENERÁCIÓJÁNAK FEJLESZTÉSI TRENDJE

A termikus interfész anyagok új generációjának fejlesztési trendje -Termikus határfelületi anyagok, más néven interfész-töltőanyagokat használnak az érintkezési felület kitöltésére, amely hézagokat vagy lyukakat eredményezhet az elektronikus alkatrészek és a hűtőbordák közötti levegő kiküszöbölésére az elektronikus berendezésekben az eszköz hőteljesítményének javítása érdekében. Mivel az elektronikus eszközök funkciói fokozatosan gazdagabbá válnak, az elektronikus eszközök működési energiafogyasztásának és hőtermelésének jelentős növekedésének változata nagyobb lesz; az elektronikus eszközök termikus hatékonyságának javítása a tervezési szakaszban alapvető tényezővé vált.

Az ipar fejlődésével a termikus interfész anyagok a kezdeti termikus zsírtól a hővezető tömítések, fotóanyagok, termikus gél, termikus szalag és folyékony fém, valamint más kategóriák kifejlesztéséig. Bár a folyékony fém termikus interfész anyagok piaci részesedése viszonylag kicsi, az állítás gyorsan bővül az alacsony folyáshatár és a magas folyékonysági jellemzők miatt. Közülük az áramlási dinamikus termikus zsír rendelkezik a legnagyobb piaci részesedéssel, mivel áramlási dinamikája megkönnyíti a generálási folyamat automatizálását és az alacsony hőellenállást.

NAGY HŐVEZETŐ KÉPESSÉGŰ ANYAGOK ÁTTÖRÉSE

A technológiai kutatásban az Egyesült Államok, Japán, Dél-Korea és más országok kiterjedt és mélyreható tanulmányokat végeztek a nagy hővezető képességű határfelületi anyagok előállításáról és teljesítményéről. 2008 óta az Egyesült Államok fejlett védelmi kutatási projektek ügynöksége hőkezelési technológiai projekteket indított, míg a híres intézmények TriQuint, BAE és más kutatóintézetek is találtak egy nagy hővezető képességű interfész anyagokat hőelvezetési tesztelés, technológiai értékelés és egyéb kutatási munka.

A nagy hővezető képességű, könnyen deformálható termikus határfelületi anyagok hatékonyan csökkenthetik az anyag határfelületi hőellenállását, főként a következő anyagkategóriákat foglalva magukban: lipidek, gélek, fázisváltó anyagok, és hegesztőanyagok.

Az elmúlt években a technológia gyors fejlődésével a grafén és a szén nanocsövekhez kapcsolódó szénalapú termikus határfelületi anyagok egyre nagyobb figyelmet kapnak. A szén nanocsövek kiemelkedő előnyei a tengelyirányú nagy hővezető képesség, a hővezető képesség anizotrópiája, a radiális síkban alacsony hőtágulási együttható, a könnyű súly, az öregedési és oxidációs ellenállás stb., és nagy lehetőségük van a termikus határfelületi anyagként való felhasználásra. A szén nanocsövek stabil szerkezetűek, kiváló grafén tartórendszert biztosítanak. Ezzel szemben a grafén jó rugalmasságát arra használják, hogy kitöltsék a szén nanocsövek közötti rést, összefüggő szénnanométeres hálózati struktúrát képezve, amely úgy kapcsolódik, hogy a kettő kiváló hővezető képességet játszhat, és a két légtérszerkezet és a két fizikai-kémiai tulajdonságai tökéletesen kiegészítik egymást. Bebizonyosodott, hogy amikor a grafén és a szén nanocsövek tömeghányada 1,5%, illetve 0,5%, az anyag hővezető képessége eléri a maximális 2,26W-m-1-K-1 értéket.

A FENNTARTHATÓSÁG ÉS A KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK HATÁSA

A hőhatároló anyagok új generációjának egyik fő célkitűzése a környezeti hatások csökkentése és a fenntarthatóság megteremtése az ipar számára a jövőben. Ezért a termikus határfelületi anyagok gyártási folyamata nagyobb figyelmet fordít a hulladéktermelésre és az erőforrás-fogyasztás csökkentésére. A zöld gyártási technikákat az energiatakarékosság és a kibocsátáscsökkentés elérése érdekében alkalmazzák. Másodszor, az új anyagok tervezése a nagy stabilitást és az izmos állóképességet hangsúlyozza, csökkentve a csere gyakoriságát az erőforrás-pazarlás csökkentése érdekében. A termikus interfész anyagok új generációja javíthatja a teljesítményt a használati folyamatban, hogy minimalizálja a berendezések fogyasztását és a negatív környezeti hatásokat. Végül, az anyagok újrahasznosíthatósága drámaian javult, megvalósítva a körkörös gazdaság célját.

A fentiekkel együtt a termikus interfész anyagok új generációja elkötelezett a környezeti hatások csökkentése mellett a gyártás, a felhasználás és az újrahasznosítás végein keresztül. Figyelemre méltó teljesítményt nyújt az energiahatékonyság, az erőforrás-felhasználás, a hulladékcsökkentés és a környezetbiztonság terén. A technológia folyamatos fejlődésével és előmozdításával a termikus interfészanyagok új generációja várhatóan még nagyobb mértékben járul hozzá a későbbi alkalmazásokhoz.

A HŐTECHNOLÓGIA KIHÍVÁSAI AZ 5G-KORSZAKBAN

Az 5G technológia 2022-es népszerűsítése óta a fogyasztói elektronikai termékek teljesítménye, vékonysága és intelligenciája rohamosan fejlődik. E mutatók gyors felfutása miatt azonban a működési energiafogyasztás és a hőtermelés is jelentősen megnőtt. A kutatási adatok szerint a hőkoncentráció miatti anyaghiba 65%-80%-t tesz ki a teljes meghibásodási arányból. Ezért a túlmelegedés okozta eszközkárosodás elkerülése érdekében a hőelvezetés kezelése az elektronikus alkatrészek nélkülözhetetlen projektjévé vált, ami viszont magasabb követelményeket támaszt a termikus interfészanyagok teljesítményével szemben.

A hagyományos mobiltelefonok hőelvezető anyagai olyan termikus felületű anyagokon alapulnak, mint a grafitlapok és a hőgél. Mégis, a grafitlemezek alacsony hővezető képessége és nagy vastagsága jobban elősegítheti az új termékek adaptálását. Ezért a hőcsövek és a V.C.-k (hőátadó lemezek) a számítógépektől és szerverektől kezdtek behatolni az okostelefonok termináljaiba, és a grafén anyagokat is elkezdték széles körben alkalmazni. A grafitlemezekkel összehasonlítva a V.C. és a grafén nagy hővezető képességgel és alacsony vastagsággal rendelkezik, amelyek jobb teljesítményű hőelvezető anyagok.

A TERMIKUS HATÁRFELÜLETI ANYAGOK KILÁTÁSAI

A BCC Research szerint a globális termikus interfész anyagok piacának mérete 2015-ben $764 millió volt, és várhatóan 2020-ra eléri az $1,1 milliárdot, 7,4% CAGR-rel. Az összes termék közül a hagyományos polimer alapú hőhatároló anyagok teszik ki a legnagyobb részesedést, közel 90%. A fázisváltó és a fémalapú termikus határfelületi anyagok kisebb, de fokozatosan növekvő részesedést képviselnek.

A kommunikációs hálózatok (5G), az autóelektronika (új energia), a mesterséges intelligencia, a LED és így tovább által képviselt terület fejlődése a kapcsolódó iparágak fejlődését ösztönözte. Először is, a bázisállomás és a megfelelő bázisállomás-berendezések iránti kereslet gyorsan növekszik. A hővezető interfész anyagok iránti igény is gyorsan emelkedett, majd a tárgyak internetének alkalmazásai, a mobiltelefonok és számítógépek és más elektronikai ipar mellett, de az autóipar, a háztartási készülékek, az intelligens viselhető és az ipari berendezések bővítésére is, hanem közvetlenül a hővezető anyagok és a kapcsolódó eszközök iránti keresletre is húzott. Az utolsó a kommunikációs berendezésgyártó ipar, amely az 5G katalizátorát szuperponálja, ami masszív keresletet hoz a hővezető anyagok, az EMI árnyékoló anyagok és más termékek iránt.

ÖSSZEFOGLALÓ

Az elektronikus berendezések és a push-up teljesítménye, a hőelvezetés egyre nagyobb figyelmet fordít az iparra, és a kapcsolódó termikus interfész anyagkutatás is növekszik. A kezdeti hővezető szilikonzsírtól a folyékony fém termikus határfelületi anyagok bővüléséig a termikus teljesítmény javítása áttörési lehetőségeket hoz.

A fenntarthatóság és a környezetvédelem ipari kontextusa új kihívások elé állítja a hőhatároló anyagok új generációját, amelyek aktív szerepet játszanak a termékek és a teljesítmény javításában a zöld tervezés és gyártás, valamint az anyagok újrahasznosíthatóságának javítása révén.

Az 5G ipar felemelkedése kihívásokat, valamint a hőelvezetés iránti hatalmas igényt jelent, így a hőkezelési iparág piacán gyors fejlődés várható, és a termikus interfészanyagok új generációja alapvető szerepet fog játszani a hőelvezetés hatékonyságának javításában, a környezeti hatások csökkentésében és a fenntartható fejlődés előmozdításában. A technológia fejlődésével a jövőben várhatóan még jelentősebb mértékben járul hozzá az elektronikus eszközök teljesítményének javításához és a környezettudatosság előmozdításához.