Attualmente, i materiali per pellicole termiche presenti sul mercato rientrano in tre categorie principali: pellicole termiche in grafitenaturale, pellicole termiche in grafite artificiale e pellicole termiche innanocarbonio. Le aziende leader corrispondenti a queste tre categorie sono rispettivamente GrafTech (Stati Uniti), Panasonic (Giappone)e SKC (Corea del Sud).

Oggi, utilizzando la tecnologia di stampa 3D, GrafTech ha inventato un circuito flessibile con un substrato di grafite flessibile. Stampando strati dielettrici, strati conduttivi e componenti elettronici aggiuntivi sulla matrice flessibile di grafite, questa tecnologia consente un'efficace diffusione del calore dai componenti che generano calore senza danneggiare le parti adiacenti. Ciò svolge un ruolo fondamentalenello sviluppo di dispositivi elettronici più piccoli e sottili come smartphone, laptop e televisori a schermo piatto.

GrafTech è stata la prima ad affrontare questa sfida utilizzando fogli di particelle di grafite espansa compressa e ha aperto la strada al mercato per l'utilizzo di questo materialenella gestione termica dei prodotti elettronici. Man mano che emergono componenti elettronici sempre più sofisticati, a volte questi componenti generano temperature relativamente estreme durante il funzionamento. L'aumento delle temperature è un fattore che deve essere evitato per migliorare la velocità di lavorazione. Questi componenti includono microprocessori e circuiti integrati in apparecchiature elettriche ed elettroniche,nonché dispositivi ottici ad alta potenza e altri.

Microprocessori, circuiti integrati e altri componenti elettronici complessi in genere funzionano in modo efficace solo entro un determinato intervallo di temperature di soglia. Quando questi componenti generano calore eccessivo durante il funzionamento, ciònon solo compromette le loro prestazioni, ma riduce anche le prestazioni e l'affidabilità complessive del sistema e può persino portare a guasti del sistema.

La gestione termica è diventata un fattore sempre più importantenella progettazione dei prodotti elettronici. Ad esempio, l'abbassamento della temperatura operativa dei tipici dispositivi a semiconduttore in silicio porta a una migliore affidabilità del dispositivo e a una maggiore durata del prodotto. Per massimizzare la durata e l'affidabilità dei componenti, il controllo della temperatura operativa del dispositivo è fondamentale per i progettisti.

I componenti elettronici sono solitamente montati su circuiti stampati, detti anche circuiti stampati (PCB). Poiché i produttori migliorano continuamente le prestazioni dei display LCD—ad esempio, aumentando la luminosità del display—vengono utilizzati LED più luminosi. Di conseguenza, il consumo energetico dei LED aumenta in modo significativo. Il calore generato dalla sorgente luminosa è dannoso per il funzionamento dei display LCD. GrafTech’s il circuito stampato flessibile, prodotto stampando in 3D strati conduttivi e dielettrici su un substrato di grafite, può supportare diodi emettitori di luce (LED). Sia la parte dissipatrice del calore della scheda flessibile con substrato in grafite sia la parte elettronica che genera luce sono montate sulla sezione trasversale del componente.

GrafTech’È stato approvato il brevetto di questa tecnologia, che rafforza la sua capacità di fabbricare dispositivi elettronici su materiali flessibili che possono essere attorcigliati, allungati o piegati ripetutamente. L’elettronica flessibile e pieghevole è destinata a diventare un potenziale sostituto degli attuali circuiti stampati, con ampie applicazioninegli smartphone pieghevoli, in vari dispositivi indossabili enei sistemi automobilistici.

Per coincidenza, all’inizio del 2017, un gruppo di ricerca dell’Università di Scienza e Tecnologia del Missouri ha integrato con successo substrati flessibili con materiali conduttivi rigidi—diverse proprietà dei materiali—utilizzando la tecnologia di stampa diretta ad aerosol, combinando così materiali conduttivi con substrati flessibili. Le superfici elastiche possono essere attorcigliate, allungate e piegate ripetutamente, consentendo la produzione di prodotti elettronici pieghevoli ed estensibili praticamente senza alcun impatto sulle loro prestazioni.