전자 장치의 크기는 계속해서 줄어들고 처리 능력은 향상됨에 따라 열 관리는 현대 전자 장치 설계에서 가장 중요한 과제 중 하나로 떠오르고 있습니다. 이제 GrafTech International Holdings Inc.의 획기적인 기술이 이러한 과제를 해결하고 있습니다.-에—3D 프린팅 기술을 사용하여 높은 열 방출을 획기적으로 향상시키는 흑연 기판으로 유연한 회로 기판을 만듭니다.-전원 LED 및 기타 열-구성요소 생성.

열 관리 과제

오늘날의 전자 장치에서 열은 성능과 신뢰성의 적입니다. 마이크로프로세서, 집적 회로 및 기타 복잡한 전자 부품은 일반적으로 특정 온도 임계값 내에서만 효과적으로 작동합니다. 이러한 구성 요소가 작동 중에 과도한 열을 발생시키면 자체 성능이 저하될 뿐만 아니라 전반적인 시스템 신뢰성도 저하됩니다.—심지어는 완전한 시스템 오류로 이어질 수도 있습니다..

특히 높은 경우 위험도가 높습니다.-전원 LED. 제조업체가 더 밝은 디스플레이와 더 밝은 조명 솔루션을 지속적으로 요구함에 따라 LED는 점점 더 많은 전력을 소비하고 있습니다. 실제로 LED가 소비하는 입력 전력의 약 70~85%가 빛이 아닌 열로 변환됩니다.. 이 열은 LED 작동에 해로우며, 적절하게 관리하지 않으면 장치 수명이 크게 단축되고 성능이 저하될 수 있습니다..

반도체 장치 신뢰성은 낮은 작동 온도로 인해 크게 향상됩니다.-. 연구에 따르면 10개라도°온도가 상승하면 장치의 작동 수명이 절반으로 줄어들 수 있습니다.. 설계자의 경우 구성 요소 수명과 신뢰성을 극대화하려면 작동 온도를 제어하는 것이 필수적입니다..

새로운 솔루션: 3D-인쇄된 유연한 흑연 회로 기판

흑연 및 탄소제품 분야의 글로벌 리더 GrafTech-, 열 관리에 대한 혁신적인 접근 방식을 개발했습니다. 3D 프린팅 기술을 활용해 유연한 흑연 기판을 적용한 연성회로기판을 개발했다.. 3D 프린팅을 통해 유전체 층과 전기 전도성 층—추가 전자 부품과 함께—유연한 흑연 매트릭스에 직접 인쇄됩니다..

구조는 매우 단순하면서도 매우 효과적입니다. 유연한 흑연 기판 표면에 유전체 층을 형성하고 유전체 표면에 전기 전도성 층을 형성합니다.. 전기 전도성 층—은, 구리, 알루미늄을 포함하거나 두꺼운 코팅으로 도포할 수 있습니다.-필름 도체 페이스트—전기 회로를 형성한다. 전도성 층은 스크린 인쇄 또는 3D 인쇄를 포함한 다양한 인쇄 기술을 사용하여 적용할 수 있습니다..

뛰어난 열 성능

이 기술의 핵심은 흑연 기판 자체에 있다. 유연한 흑연은 매우 높은 함유량을 제공합니다.-평면 열전도율—일반적으로 300~1,500W 범위/엠·K-. 이를 통해 열이 기판 표면 전체에 빠르고 효율적으로 확산될 수 있으며, 열이 핫스팟에서 멀리 이동하고 보다 효과적인 분산을 위해 더 넓은 영역에 분산됩니다..

그 결과 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 회로 기판이 탄생했습니다.-인접한 부품을 손상시키지 않고 부품 생성. 이는 특히 높은 수준의 사용자에게 가치가 있습니다.-LED 접합부에 열이 집중되면 성능이 빠르게 저하되고 수명이 단축될 수 있습니다. 유연한 흑연 기판에 LED를 직접 장착하면 열이 빛에서 빠르게 전도됩니다.-방출 구성 요소로 인해 냉각 및 전반적인 장치 신뢰성이 향상됩니다..

타협 없는 유연성

아마도 가장 인상적인 점은 유연한 흑연 회로 기판이 뛰어난 유연성 특성을 유지하면서 뛰어난 열 성능을 제공한다는 것입니다. 회로 기판으로서의 성능에 부정적인 영향을 주지 않으면서 회로 기판이 평면 구성에서 구부러지거나 구부러지거나 왜곡될 수 있습니다..

실제로 이는 탁월한 굽힘 반경을 의미합니다. 0.5mm 두께의 회로 기판은 약 6.0mm의 굽힘 반경을 달성할 수 있는 반면, 0.25mm 두께의 기판은 약 3.0mm의 반경으로 굽힐 수 있습니다.. 이러한 유연성은 전자 설계에 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다.

광범위한 응용 분야 및 미래 잠재력

이 기술의 의미는 LED 조명 그 이상으로 확장됩니다. 이 기술에 대한 GrafTech의 특허—2017년 1월 17일 미국 특허 번호 9,546,763으로 등록됨—회사를 유연한 전자 제조 분야의 선두에 서게 합니다.. 유연하고 구부릴 수 있는 전자 장치는 폴더블 스마트폰, 웨어러블 장치, 자동차 시스템 등에 걸쳐 응용 분야를 통해 기존의 견고한 인쇄 회로 기판에 대한 실행 가능한 대안이 될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다..

이 기술은 이미 LED 조명이 사용되는 디스플레이 장치에 적용되고 있다.-발광 부품은 점점 밝아지는 디스플레이에서 발생하는 열을 관리하기 위해 흑연 기판이 포함된 유연한 회로 기판에 장착됩니다..

미래를 내다보며

전자 장치가 더 작은 폼 팩터와 더 높은 성능을 향해 계속 발전함에 따라 효과적인 열 관리의 중요성은 더욱 커질 것입니다. GrafTech의 3D-인쇄된 유연한 흑연 회로 기판은 중요한 진전을 나타냅니다.—흑연의 열적 이점과 유연한 기판의 자유로운 설계 및 3D 프린팅의 제조 효율성을 결합합니다.

고급 디자이너를 위한-전원 LED 시스템, 디스플레이 및 다음-차세대 유연한 전자 장치인 이 기술은 업계에서 가장 고질적인 과제 중 하나인 최신 장치가 요구하는 유연성과 소형성을 희생하지 않고 강력한 구성 요소를 냉각시키는 데 대한 강력한 솔루션을 제공합니다.