エレクトロニクス製造業界にとって画期的な発展において、 グラフテックインターナショナルホールディングス株式会社 は、高度な 3D プリンティング技術を使用してグラファイト基板上に構築されたフレキシブル回路基板に関する極めて重要な特許を取得しました。特許取得済みの技術—特許公開により正式に指定 WO2016015032A1 および関連する米国の提出書類 US9546763—同社は、急速に進化するフレキシブルで折り畳み可能なエレクトロニクス分野の最前線に位置します。。

の合計ポートフォリオにより、 364件の特許出願 そして 500% 知財活動の増加, GrafTech は、グラファイトのイノベーションへの積極的な取り組みを実証しています。-材料科学に基づいた-1-。新しく特許を取得した発明は、大きな進歩を示しています。フレキシブルグラファイト基板を特徴とするフレキシブル回路基板であり、その上に誘電体層と導電層が適用されています。—いくつかの実施形態では、追加の電子コンポーネントが直接印刷される—を使用して 3D積層造形。

熱管理の課題

このイノベーションは、現代のエレクトロニクス設計における最も永続的な課題の 1 つに対処します。 熱放散。電子デバイスがますますコンパクトかつ強力になるにつれて、マイクロプロセッサ、集積回路、高熱源などのコンポーネントの熱出力を管理する必要があります。-パワーオプティカルデバイスは重要になっています。これらのコンポーネントは、特定のしきい値温度内でのみ効果的に動作します。動作中に過剰な熱が蓄積すると、コンポーネントのパフォーマンスが低下するだけでなく、システム全体の信頼性が低下し、致命的な故障につながる可能性さえあります。。

10ごとに°一般的なシリコン半導体デバイスの動作温度を1℃低下させ、信頼性を約2倍に高め、製品寿命を大幅に延長。このエレクトロニクス設計の基本原則は、メーカーがこれまで以上に追求する原動力となってきました。-もっと見る-効果的な熱管理ソリューション。

テクノロジーの仕組み

特許取得済みのフレキシブル回路基板は 3 つの重要な層で構成されています:

1. フレキシブルなグラファイト基板 – 優れた機能を提供する-効率的な熱拡散のための平面熱伝導率

2. 誘電体層 – 電気絶縁のためにグラファイト基板の表面に形成される

3. 導電層 – 誘電体層に塗布して実際の電気回路を形成する

導電層は以下の材料から製造できます。 銀、銅、またはアルミニウム、などの技術を使用して導体ペーストまたは金属箔として適用できます。 スクリーン印刷または3D印刷。得られた回路基板は、グラファイトシート自体と同じ曲げ特性を維持し、 厚さ0.25 mmのボードの場合、曲げ半径は3.0 mmまで そして 0.5mm厚の基板の場合は6.0mm—構造的完全性や電気的性能を損なうことなく。

これは、フレキシブル回路基板が 曲げたり、ねじったり、繰り返し屈曲したりする 回路基板としての機能に悪影響を与えることなく、平面構成から実現—製品設計にまったく新しい可能性を開く機能です。

さまざまな業界にわたるアプリケーション

特に技術が優れている-アプリケーションに適しています 熱放散と空間的制約 が最も重要です:

• LED照明とディスプレイ: メーカーがディスプレイの輝度を高めるにつれて、LED はより多くの電力を消費し、より多くの熱を発生します。 GrafTech のフレキシブル グラファイト回路基板は、熱を放散しながら LED をサポートできます。—次への重要な利点-世代の LCD ディスプレイ。

• スマートフォンとタブレット: より高い処理能力を備えた、より薄く、より軽いデバイスへの推進により、効果的な熱管理が不可欠になっています。グラフテック社 スプレッダーシールド™ 製品ラインはすでにスマートフォンの冷却ソリューションに導入されており、この市場における同社の確立された存在感を示しています。。

• 折りたたみスマートフォン: おそらく最もエキサイティングなアプリケーションは、新興の折りたたみデバイス カテゴリにあります。柔軟なグラファイト-ベースの回路基板は、 従来のリジッド PCB の代替となる可能性 繰り返しの折り畳みと展開に耐える必要がある機器に使用。

• ウェアラブルエレクトロニクス: スマートウォッチから健康監視デバイスに至るまで、ウェアラブルには柔軟で耐久性があり、熱効率の高い回路が求められます。。

• 自動車システム: で-車両エレクトロニクス—特に電気自動車や上級ドライバーの場合-支援システム—限られた空間では堅牢な熱管理が必要。

より広範な業界動向

積層造形を通じてフレキシブル エレクトロニクスを追求しているのは GrafTech だけではありません。 2017 年の初めに、研究者らは、 ミズーリ工科大学 フレキシブル基板と硬質導電性材料を統合する直接エアロゾル印刷技術を実証しました。。この方法で製造された弾性表面は、実質的に性能を低下させることなく、繰り返しねじったり、伸ばしたり、曲げたりすることができます。—GrafTech のグラファイトの核となる原則を反映-に基づいたアプローチ。

戦略的意味合い

この特許の承認により、急速に拡大する技術分野におけるグラフテックの地位が強化されます。 フレキシブルハイブリッドエレクトロニクス (FHE) 市場-。同社は、加工グラファイト製品および高熱伝導フィルムの世界的リーダーとして認められ、パワーエレクトロニクス、電気自動車のバッテリーパック、家庭用電化製品にわたる主要 OEM にサービスを提供しています。

特許ポートフォリオ—これには、次のような関連出願が含まれます。 US2016096736A1 (透明導電性物品) そして WO2016094150A1 (柔軟なグラファイトシート支持構造)—GrafTech のフレキシブル グラファイト テクノロジーの周囲に包括的な知的財産の堀を提供します。

将来に向けて

エレクトロニクス業界が次の方向への軌道を続ける中、 より小さなフォームファクター、より高い電力密度、そして前例のない柔軟性、GrafTech の特許取得済み 3D-プリントされたフレキシブルグラファイト回路基板は、魅力的なソリューションを提供します。を組み合わせることで、 グラファイトの優れた熱伝導率 と 積層造形による設計の自由度、この技術は今日の熱管理の課題と形状の両方に対処します。-明日の要因制約。

スマートフォン、ウェアラブル、自動車システムなどの設計者にとって、メッセージは明確です。フレキシブルで熱的にインテリジェントなエレクトロニクスの時代が到来しました。—そしてGrafTechがその道をリードしています。