전자 장치의 크기는 계속해서 줄어들고 처리 능력은 향상됨에 따라 열 관리는 반도체 설계에서 가장 중요한 과제 중 하나로 떠오르고 있습니다. 마이크로프로세서, 집적 회로 및 기타 복잡한 전자 부품은 일반적으로 특정 임계 온도 범위 내에서만 효과적으로 작동합니다.. 이러한 구성 요소가 작동 중에 과도한 열을 발생시키면 자체 성능이 저하될 뿐만 아니라 전반적인 시스템 신뢰성도 저하됩니다. — 극단적인 경우 시스템 전체에 오류가 발생할 수 있습니다..

설계자에게는 작동 온도를 제어하는 ​​것이 가장 중요합니다. 일반적인 실리콘 반도체 장치의 작동 온도를 조금만 낮추어도 신뢰성과 제품 수명이 크게 향상됩니다.. 한 업계 관찰자는 "효과적인 열 관리는 높은 수준의 환경에서 매우 중요합니다.-과도한 열은 성능과 신뢰성을 저하시킬 수 있으므로 전력 장치".

흑연 솔루션

흑연을 입력하세요 — 차세대 초석으로 급부상하고 있는 소재-세대 열 관리 솔루션. 현재 열필름 소재 시장은 천연흑연 열필름, 인조흑연 열필름, 나노열필름 등 3가지 카테고리로 나뉜다.-탄소 열 필름. 각 카테고리의 선두 기업은 각각 GrafTech입니다. (미국), 파나소닉 (일본), 그리고 SKC (한국).

엔지니어링 흑연 제품 및 고열 전도성 필름 분야의 글로벌 리더로 알려진 GrafTech는 흑연 필름 가공 분야에서 상당한 특허 포트폴리오를 보유하고 있으며 스마트폰 냉각 솔루션, 전력 전자 장치 및 전기 자동차 배터리 팩 분야의 주요 OEM에 서비스를 제공하고 있습니다.. 이 회사는 열 문제를 해결하기 위해 압축 팽창 흑연 입자 시트를 사용하고 전자 제품 열 관리에 이 재료를 사용하는 시장을 개척했습니다..

3D 프린팅과 흑연 기판의 만남

오늘날 GrafTech은 3D 프린팅 기술을 사용하여 유연한 흑연 기판을 갖춘 유연한 회로 기판을 발명했습니다.-. 유전체 층, 전도성 층 및 추가 전자 부품을 유연한 흑연 매트릭스에 인쇄함으로써 회사는 인접한 부품을 손상시키지 않고 부품에서 열을 효과적으로 확산시키는 솔루션을 만들었습니다. 연성회로기판은 가요성 흑연 기판의 표면에 형성된 유전체층과 유전체의 표면에 형성된 전기 전도성 층을 포함한다.. 높은-흑연 기판의 평면 열 전도성은 향상된 열 전달 기능을 제공하여 전자 부품에서 열을 효과적으로 이동시켜 냉각 성능을 향상시킵니다..

이러한 혁신은 스마트폰, 노트북, 평면 등 전자기기의 소형화, 박형화에 큰 영향을 미친다.-패널 텔레비전. 유연한 회로 기판은 빛을 지원할 수 있습니다.-발광 다이오드 (LED) — 제조업체가 지속적으로 디스플레이 밝기를 증가시켜 LED 전력 소비를 높이고 결과적으로 LCD 작동에 해로운 열 발생을 증가시키기 때문에 이는 특히 중요한 응용 분야입니다.

특허 및 향후 응용

이 분야에 대한 GrafTech의 특허 포트폴리오에는 WO2016015032A1이 포함됩니다. ("흑연기판을 이용한 연성회로기판 및 이를 이용한 회로배치") 그리고 관련 서류. 이번 특허 승인으로 반복적으로 비틀거나 늘리거나 구부릴 수 있는 유연한 소재로 전자 장치를 제작하는 GrafTech의 역량이 크게 강화되었습니다..

유연하고 구부릴 수 있는 전자 장치는 현재의 인쇄 회로 기판을 잠재적으로 대체할 준비가 되어 있습니다.-폴더블 스마트폰, 각종 웨어러블 디바이스, 자동차 시스템에 적용.

신축성 전자 장치의 병행 개발

공교롭게도 2017년 초 미주리 과학기술대학교 연구팀이 관련 분야에서 획기적인 성과를 거두었다.. 연구원들은 유연한 기판과 견고한 전도성 재료를 성공적으로 통합했습니다. — 근본적으로 다른 재료 특성을 결합 — '직접 에어로졸 인쇄'라는 기술을 사용하여. 이 과정에는 신축성 있는 기판에 전도성 물질을 분사하여 피부에 부착할 수 있는 센서를 개발하는 과정이 포함됩니다..

탄성 표면은 반복적으로 비틀고, 늘리고, 구부릴 수 있으므로 성능에 거의 영향을 주지 않고 구부리고 늘릴 수 있는 전자 제품을 생산할 수 있습니다. Heng Pan 박사, Missouri S의 기계 및 항공우주 공학 조교수&T와 공동-연구 논문의 저자는 적층 제조가 유연한 엘라스토머 베이스와 부서지기 쉬운 전자 도체 사이의 불일치를 극복할 수 있는 경제적인 솔루션을 제공한다고 언급했습니다.. 연구진은 "적층 제조 방법인 직접 인쇄는 이러한 요구 사항을 충족하고 프로토타입 제작과 제조 모두에서 저비용과 고속을 제공할 것"이라고 썼습니다..

앞으로 나아갈 길

더 작은 형태에 대한 수요에 따라-요소 전자 제품이 계속 성장함에 따라 열 관리의 중요성도 더욱 커질 것입니다. 흑연 재료 — 그들의 뛰어난-평면 열전도도 및 3D 프린팅과 같은 고급 제조 기술과의 호환성 — 전자 신뢰성의 차세대 혁명을 주도할 수 있는 위치에 있습니다.

흑연 기판 기술과 적층 제조의 융합은 전자 회로 설계 및 생산 방식의 패러다임 변화를 나타냅니다. 폴더블 휴대폰부터 의료용 웨어러블, 자동차 시스템에 이르기까지 유연하고 신축성이 있으며 열에 최적화된 전자 장치의 시대는 더 이상 먼 미래가 아닙니다. — 이는 이미 전 세계의 생산 라인과 연구 실험실에서 구체화되고 있습니다.