Nya framsteg inom material för termiska gränssnitt förbättrar kylningseffektiviteten i elektronik

Hem " Nya framsteg inom material för termiska gränssnitt förbättrar kylningseffektiviteten i elektronik

Nya framsteg inom material för termiska gränssnitt förbättrar kylningseffektiviteten i elektronik-Termiska gränssnittsmaterial spelar en nyckelroll i moderna elektroniska enheter, där deras roll är inriktad på att optimera termisk hantering och förbättra enhetens prestanda, tillförlitlighet och livslängd. I takt med att elektroniska enheter utvecklas och får allt fler funktioner ökar mängden värme som genereras snabbt, vilket gör effektiv värmehantering särskilt viktig.

UTVECKLINGSTENDENSER FÖR EN NY GENERATION AV MATERIAL FÖR TERMISKA GRÄNSSNITT

Utvecklingstrenden för den nya generationen av material för termiska gränssnitt-Material för termiska gränssnitt, även kända som gränssnittsfyllnadsmaterial, används för att fylla kontaktytan som kan ge luckor eller hål för att eliminera luften mellan elektroniska komponenter och kylflänsar i elektronisk utrustning för att förbättra enhetens termiska prestanda. I takt med att funktionerna i elektroniska apparater gradvis blir mer avancerade, ökar risken för en betydande ökning av de elektroniska apparaternas strömförbrukning och värmealstring. Hur man förbättrar de elektroniska apparaternas termiska effektivitet har blivit en viktig faktor i deras konstruktionsstadium.

Med branschens utveckling har de termiska gränssnittsmaterialen från det ursprungliga termiska fettet utvecklats till termiskt ledande packningar, fotomaterial, termisk gel, termisk tejp och flytande metall och andra kategorier. Även om marknadsandelen för termiska gränssnittsmaterial i flytande metall är relativt liten, expanderar kravet snabbt på grund av dess låga sträckgräns och höga fluiditetsegenskaper. Bland dem har det flödesdynamiska termiska fettet den största marknadsandelen eftersom dess flödesdynamik underlättar automatiseringen av produktionsprocessen och det låga termiska motståndet.

GENOMBROTT FÖR MATERIAL MED HÖG VÄRMELEDNINGSFÖRMÅGA

Inom teknikforskningen har USA, Japan, Sydkorea och andra länder genomfört omfattande och djupgående studier om framställning och prestanda hos gränssnittsmaterial med hög värmeledningsförmåga. Sedan 2008 har U.S. Defense Advanced Research Projects Agency lanserat teknikprojekt för termisk hantering, medan de berömda institutionerna TriQuintBAE, och andra forskningsinstitut har också funnit en hög värmeledningsförmåga gränssnitt material värmeavledning testning, teknikbedömning och annat forskningsarbete.

Termiska gränssnittsmaterial med hög värmeledningsförmåga, lätt att deformera, kan effektivt minska materialets termiska gränssnittsmotstånd, främst inklusive följande kategorier av ämnen: lipider, geler, material för fasförändringoch svetsmaterial.

Under de senaste åren, med den snabba tekniska utvecklingen, har grafen och kolnanorörrelaterade kolbaserade termiska gränssnittsmaterial fått mer och mer uppmärksamhet. Kolnanorör har de enastående fördelarna med hög värmeledningsförmåga längs den axiella riktningen, anisotropi av värmeledningsförmåga, låg värmeutvidgningskoefficient i det radiella planet, lätt vikt, åldrings- och oxidationsbeständighet och så vidare, och de har en stor potential att användas som ett termiskt gränssnittsmaterial. Kolnanorör har en stabil struktur som ger ett utmärkt stödsystem för grafen. Däremot används grafenets goda flexibilitet för att fylla gapet mellan kolnanorören och bilda en sammanhängande kolnanometernätverksstruktur som är ansluten så att de två kan spela en utmärkt värmeledningsförmåga, och de två flygplansstrukturerna och de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos de två är perfekta för att komplettera varandra. Det har visat sig att när massfraktionen av grafen och kolnanorör är 1,5% respektive 0,5%, når materialets värmeledningsförmåga maximalt 2,26W-m-1-K-1.

INVERKAN AV HÅLLBARHETS- OCH MILJÖFAKTORER

Ett av de viktigaste målen för den nya generationen av termiska gränssnittsmaterial är att minska miljöpåverkan och skapa hållbarhet för industrin i framtiden. Därför är tillverkningsprocessen för termiska gränssnittsmaterial mer uppmärksam på generering av avfall och minskning av resursförbrukning. Gröna tillverkningstekniker används för att uppnå energibesparingar och utsläppsminskningar. För det andra betonar designen av nya material hög stabilitet och muskulär uthållighet, vilket minskar utbytesfrekvensen för att minska resursslöseriet. Den nya generationen av termiska gränssnittsmaterial kan förbättra prestandan i användningsprocessen för att minimera utrustningskonsumtionen och den negativa miljöpåverkan. Slutligen har materialens återvinningsbarhet förbättrats dramatiskt, vilket förverkligar syftet med den cirkulära ekonomin.

I kombination med ovanstående är den nya generationen av termiska gränssnittsmaterial engagerade i att minska miljöpåverkan genom produktion, användning och återvinning. Det har en anmärkningsvärd prestanda inom energieffektivitet, resursutnyttjande, avfallsminskning och miljösäkerhet. Med den kontinuerliga utvecklingen och främjandet av teknik förväntas den nya generationen av termiska gränssnittsmaterial bidra mer väsentligt till de efterföljande applikationerna.

UTMANINGAR FÖR VÄRMETEKNIKEN I 5G-ERAN

Sedan 5G-tekniken blev populär 2022 har konsumentelektronikprodukternas kraft, tunnhet och intelligens utvecklats snabbt. Men på grund av den snabba ökningen av dessa indikatorer har även arbetsenergiförbrukningen och värmeutvecklingen ökat avsevärt. Enligt forskningsdata står materialfel på grund av värmekoncentration för 65% till 80% av den totala felfrekvensen. För att undvika skador på enheter som orsakas av överhettning har värmeavledningshantering därför blivit ett oumbärligt projekt för elektroniska komponenter, vilket i sin tur ställer högre krav på prestandan hos termiska gränssnittsmaterial.

Traditionella mobiltelefoner, värmeavledande material, är baserade på termiska gränssnittsmaterial som grafitskivor och termisk gel. Den låga värmeledningsförmågan och den stora tjockleken hos grafitplattor kan dock vara mer gynnsamma för att anpassa nya produkter. Därför har värmerör och V.C.s (heat-averaging plates) börjat tränga in i smartphone-terminaler från datorer och servrar, och grafenmaterial har också börjat användas i stor skala. Jämfört med grafitplattor har V.C. och grafen hög värmeledningsförmåga och låg tjocklek, vilket ger bättre prestanda för värmeavledande material.

UTSIKTER FÖR MATERIAL FÖR TERMISKA GRÄNSSNITT

Enligt BCC Research uppgick den globala marknaden för termiska gränssnittsmaterial till $764 miljoner 2015 och förväntas nå $1,1 miljarder 2020, med en CAGR på 7,4%. Traditionella polymerbaserade termiska gränssnittsmaterial står för den största andelen av alla produkter, nästan 90%. Fasändrings- och metallbaserade termiska gränssnittsmaterial stod för en mindre men gradvis ökande andel.

Utvecklingen inom kommunikationsnätverk (5G), fordonselektronik (ny energi), artificiell intelligens, LED och så vidare har drivit på utvecklingen av relaterade branscher. För det första ökar efterfrågan på basstationer och motsvarande basstationsutrustning snabbt. Behovet av termiskt ledande gränssnittsmaterial har också ökat snabbt, följt av Internet of Things-applikationer, förutom mobiltelefoner och datorer och annan elektronikindustri, men också för att expandera till fordons-, hushållsapparater, intelligent bärbar och industriell utrustning, men också direkt dragit till efterfrågan på termiskt ledande material och relaterade enheter. Det sista är tillverkningsindustrin för kommunikationsutrustning som överlagras av katalysatorn för 5G, vilket kommer att medföra en massiv efterfrågan på termiskt ledande material, EMI-skärmande material och andra produkter.

SAMMANFATTNING

I takt med att den elektroniska utrustningen och prestandan ökar, får värmeavledning allt större uppmärksamhet inom industrin, och forskningen om relaterade termiska gränssnittsmaterial ökar också. Från det första termiskt ledande silikonfettet till expansionen av termiska gränssnittsmaterial i flytande metall, ger förbättrad termisk prestanda genombrottsmöjligheter.

Hållbarhet och miljöskydd inom industrin innebär nya utmaningar för den nya generationen av termiska gränssnittsmaterial, som spelar en aktiv roll för att förbättra produkter och prestanda genom grön design och tillverkning och genom att förbättra materialens återvinningsbarhet.

5G-industrins framväxt medför utmaningar och en enorm efterfrågan på värmeavledning, så marknaden för värmehanteringsindustrin kommer att utvecklas snabbt, och en ny generation av termiska gränssnittsmaterial kommer att spela en viktig roll för att förbättra värmeavledningseffektiviteten, minska miljöpåverkan och främja en hållbar utveckling. I takt med att tekniken utvecklas förväntas den i framtiden i högre grad bidra till att förbättra de elektroniska apparaternas prestanda och främja miljömedvetenheten.