Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2021-07-10 origine:Propulsé
Pour la plupart des PCB, une fréquence de signal élevée est très courante, de sorte que la chaleur générée à l'intérieur du PCB sera plus importante, ce qui conduit au problème de la gestion de la chaleur plane de plus en plus important.Les ingénieurs ont essayé de résoudre les problèmes de gestion de la chaleur avec différents types de dissipateurs thermiques, substrats de dissipation thermique et différentes formes de dissipateurs thermiques (tels que l'aluminium, le cuivre, etc.) ;dans le même temps, l’industrie électronique est toujours à la recherche de solutions qui prennent moins de place, sont plus efficaces et plus économiques.La société MS combine la nanotechnologie du carbone avec le graphène à très haute conductivité thermique et a réalisé une percée dans la technologie de gestion thermique plane avec une épaisseur nanométrique.Cette technologie peut fournir des solutions de gestion du chauffage pour les voitures sans conducteur, les tablettes et autres appareils personnels.
Le graphène est une sorte d'allotrope (carbone) du carbone.Il s'agit d'un nanomatériau de carbone bidimensionnel avec un réseau en nid d'abeille formé d'atomes de carbone et d'une orbitale hybride SP 2.C’est l’élément structurel de base de nombreuses autres formes de carbone, comme le graphite, le diamant, le charbon de bois, les nanotubes de carbone et les fullerènes.Le graphène est un millionième plus fin qu’une feuille de papier ;parce qu’elle est si mince, elle peut être considérée comme une structure bidimensionnelle.Le motif plat en nid d'abeille du graphène lui confère de nombreuses caractéristiques inhabituelles, notamment le fait qu'il est le matériau le plus puissant au monde.Sa force vient de la structure hexagonale continue et de la forte liaison entre les atomes de carbone.Ce lien solide a une grande ténacité, peut se tordre, s’étirer et se plier dans une certaine mesure sans se fracturer, ce qui signifie que le graphène est pliable et extensible.
Les propriétés révolutionnaires du graphène incluent :
* Le matériau le plus résistant jamais conçu ;
* Le matériau le plus fin connu en science ;
* Haute ténacité et excellente transmission de la lumière ;
* Le matériau le plus imperméable au monde ;
* Conductivité thermique et électrique record ;
* Et incroyablement économe en énergie.
Avec l’avènement du pilote automatique, davantage de puissance de calcul, de console, d’Internet des véhicules, de réseau sans fil et de réseau de capteurs seront utilisés.Cela entraînera une plus grande consommation de puissance du processeur.La superposition de diverses nouvelles applications va augmenter considérablement la chaleur.L'application du nouveau film de graphène dans l'automobile sera élargie.
Par conséquent, la demande en matière de dissipation thermique a augmenté en conséquence.La taille de la console et des autres systèmes informatiques/électroniques associés sera agrandie grâce à l'utilisation d'ailettes traditionnelles en aluminium, tandis que le système de gestion de la chaleur plane utilisant de nouvelles ailettes en film de graphène est non seulement plus fin en épaisseur, mais également plus efficace en termes de dissipation thermique.
Figure 1 : Structure de rayonnement d'un nouveau radiateur à film de graphène
Le graphène est très approprié pour les applications de gestion de la chaleur à plat et d'emballage électronique.Il peut être dispersé dans la solution d'encre et de revêtement pulvérisés, et mélangé avec un polymère, de manière à améliorer considérablement ses caractéristiques thermiques.Dans cet esprit, les films composites de graphène sont fabriqués en utilisant la conductivité thermique unique du graphène et des nanoparticules de carbone, ainsi que des particules de poudre de diamant, qui peuvent considérablement améliorer ses performances thermiques.De plus, les particules de poudre de diamant peuvent réduire la conductivité du graphène, ce qui ne causera aucun problème d'interférence électromagnétique (EMI) aux PCB et aux composants électroniques.
La méthode brevetée d'ingénierie du film composite de graphène consiste à intégrer des particules de graphène et de poudre de diamant dans une structure maillée, permettant une conduction thermique ininterrompue.De plus, des nanoparticules de carbone (avec une divergence de rayonnement thermique de 0,98) sont remplies dans les pores de la grille structurelle pour augmenter l'efficacité du rayonnement thermique.Le dissipateur thermique en film de graphène avec une conductivité thermique très élevée dans les plans X et Y, combiné à la conversion efficace du rayonnement thermique infrarouge des nanoparticules de carbone dans le plan Z, peut transférer la chaleur sous forme 3D.La conductivité thermique du film de graphène est limitée dans les plans X et Y, et le nouveau film composite de graphène présente une excellente diffusivité thermique dans le plan Z.Par conséquent, les performances de gestion thermique plane du film composite de graphène sont bien meilleures que celles du dissipateur thermique en graphite, car il peut non seulement chauffer dans les plans X et Y, mais également dans le plan Z.
La haute polarisabilité de ces nanomatériaux leur permet d'être répartis uniformément sur la surface du film, maximisant ainsi l'effet refroidissant du rayonnement thermique.La nanostructure du film de graphène renforce ses caractéristiques d'isolation électrique, lui permettant ainsi de résister à une haute tension de 2KV.La couche de rayonnement thermique a un niveau élevé de capacité de rayonnement thermique par rayonnement infrarouge, de sorte que même dans un espace confiné, elle augmente également l'émission de chaleur.Selon les exigences du produit, une couche métallique peut être ajoutée sous le film pour accélérer l'émission thermique de la couche de nanostructure et favoriser un plus grand rayonnement thermique.
L'épaisseur du dissipateur thermique à film de graphène est de 25 μm ~ 210 μm, ce qui est très fin par rapport au dissipateur thermique traditionnel.Le dissipateur thermique à film de graphène peut contenir une couche de graphène de plusieurs microns à des dizaines de microns, plus une couche d'aluminium ou de cuivre de plusieurs dizaines de microns, ou une seule couche de graphène.Ce film léger et fin convient aux téléphones intelligents, iPads, tablettes et autres appareils portables, ainsi qu'aux petits composants tels que les circuits intégrés, les LED et la mémoire DDR.
Le film de graphène adhère généralement à la surface de la source de chaleur, ou au haut ou au bas du PCB.Le film de graphène peut également être ajouté à l’avant ou à l’arrière de la coque de divers téléphones portables, ou sur le dessus ou le dessous de la source de chaleur.Le film n'interférera pas avec les performances de l'antenne, il peut donc également être ajouté à la zone de l'antenne si nécessaire.Bien entendu, la disposition réelle dépendra de la disposition de l’appareil et de l’emplacement de la source de chaleur.
Figure 2 : Un film de graphène peut être appliqué sur le haut et le bas du PCB
Figure 3 : L'ajout d'un film de graphène sur le dissipateur thermique en aluminium existant peut améliorer la dissipation thermique, ou utiliser directement un film de graphène au lieu du dissipateur thermique en aluminium.