Derzeit lassen sich die auf dem Markt erhältlichen Thermofilmmaterialien in drei Hauptkategorien einteilen: Thermofilme ausnatürlichem Graphit, Thermofilme aus künstlichem Graphit und Nano-Kohlenstoff-Thermofilme. Die führenden Unternehmen dieser drei Kategorien sind jeweils GrafTech (USA), Panasonic (Japan), und SKC (Südkorea).

Heute hat GrafTech mithilfe der 3D-Drucktechnologie eine flexible Leiterplatte mit einem flexiblen Graphitsubstrat erfunden. Durch das Drucken dielektrischer Schichten, leitfähiger Schichten und zusätzlicher elektronischer Komponenten auf die flexible Graphitmatrix ermöglicht diese Technologie eine effektive Wärmeverteilung von wärmeerzeugenden Komponenten, ohne benachbarte Teile zu beschädigen. Dies spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung kleinerer und dünnerer elektronischer Geräte wie Smartphones, Laptops und Flachbildfernseher.

GrafTech war der erste, der sich dieser Herausforderung mit komprimierten expandierten Graphitpartikelplatten stellte und Pionier auf dem Markt für den Einsatz dieses Materials im Wärmemanagement elektronischer Produkte war. Da immer komplexere elektronische Komponenten auf den Markt kommen, erzeugen diese Komponenten während des Betriebs manchmal relativ extreme Temperaturen. Steigende Temperaturen sind ein Faktor, der zur Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit vermieden werden muss. Zu diesen Komponenten gehören Mikroprozessoren und integrierte Schaltkreise in elektronischen und elektrischen Geräten sowie optische Hochleistungsgeräte und andere.

Mikroprozessoren, integrierte Schaltkreise und andere komplexe elektronische Komponenten arbeitennormalerweisenur innerhalb eines bestimmten Grenztemperaturbereichs effektiv. Wenn diese Komponenten während des Betriebs übermäßige Wärme erzeugen, beeinträchtigt diesnichtnur ihre eigene Leistung, sondern verringert auch die Gesamtsystemleistung und -zuverlässigkeit und kann sogar zu Systemausfällen führen.

Das Wärmemanagement ist zu einem immer wichtigeren Faktor beim Design elektronischer Produkte geworden. Beispielsweise führt die Senkung der Betriebstemperatur typischer Silizium-Halbleitergeräte zu einer verbesserten Gerätezuverlässigkeit und einer längeren Produktlebensdauer. Um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten zu maximieren, ist die Kontrolle der Betriebstemperatur des Geräts für Entwickler von entscheidender Bedeutung.

Elektronische Bauteile werden üblicherweise auf Leiterplatten, auch Leiterplatten genannt, montiert (Leiterplatten). Da die Hersteller die Leistung von LCD-Displays kontinuierlich verbessern—zum Beispiel durch Erhöhen der Displayhelligkeit—Es kommen hellere LEDs zum Einsatz. Dadurch steigt der Stromverbrauch von LEDs deutlich an. Die von der Lichtquelle erzeugte Wärme beeinträchtigt den Betrieb von LCD-Displays. GrafTech’Die flexible Leiterplatte, die durch 3D-Druck leitfähiger und dielektrischer Schichten auf ein Graphitsubstrat hergestellt wird, kann Leuchtdioden unterstützen (LEDs). Sowohl der wärmeableitende Abschnitt der flexiblen Leiterplatte mit Graphitsubstrat als auch der lichterzeugende elektronische Komponentenabschnitt sind auf dem Komponentenquerschnitt montiert.

GrafTech’Das Patent des Unternehmens für diese Technologie wurde genehmigt, was seine Fähigkeit stärkt, elektronische Geräte auf flexiblen Materialien herzustellen, die wiederholt gedreht, gedehnt oder gebogen werden können. Flexible und biegsame Elektronik ist auf dem besten Weg, ein potenzieller Ersatz für aktuelle Leiterplatten zu werden, mit breiten Anwendungsmöglichkeiten in faltbaren Smartphones, verschiedenen tragbaren Geräten und Automobilsystemen.

Zufälligerweise gelang es einem Forschungsteam der Missouri University of Science and Technology Anfang 2017, flexible Substrate mit starren leitfähigen Materialien zu integrieren—unterschiedliche Materialeigenschaften—unter Verwendung der Direkt-Aerosol-Drucktechnologie und kombiniert dabei leitfähige Materialien mit flexiblen Substraten. Die elastischen Oberflächen können wiederholt gedreht, gedehnt und gebogen werden, was die Herstellung biegsamer und dehnbarer elektronischer Produkte ermöglicht, ohne dass deren Leistung beeinträchtigt wird.