En un avance histórico para la industria de fabricación de productos electrónicos, GrafTech International Holdings Inc. ha obtenido una patente fundamental para una placa de circuito flexible construida sobre un sustrato de grafito utilizando técnicas avanzadas de impresión 3D. La tecnología patentada—designado oficialmente bajo publicación de patente WO2016015032A1 y presentaciones relacionadas en los EE. UU., incluidas US9546763—posiciona a la empresa a la vanguardia del sector de la electrónica flexible y plegable en rápida evolución.

Con una cartera total de 364 solicitudes de patentes y un 500% aumento de la actividad de propiedad intelectual, GrafTech ha demostrado un compromiso agresivo con la innovación en grafito-ciencia de materiales basada-1-. La invención recientemente patentada representa un importante avance: una placa de circuito flexible con un sustrato de grafito flexible, sobre el que se aplican capas dieléctricas y capas eléctricamente conductoras.—y en algunas realizaciones, los componentes electrónicos adicionales se imprimen directamente—usando Fabricación aditiva 3D.

El desafío de la gestión térmica

La innovación aborda uno de los desafíos más persistentes en el diseño de la electrónica moderna: disipación de calor. A medida que los dispositivos electrónicos se vuelven cada vez más compactos y potentes, gestionar la salida térmica de componentes como microprocesadores, circuitos integrados y equipos de alta-Los dispositivos ópticos de potencia se han vuelto críticos.. Estos componentes funcionan eficazmente sólo dentro de temperaturas umbral específicas. Cuando se acumula calor excesivo durante el funcionamiento,no solo se degrada el rendimiento de los componentes sino que también se reduce la confiabilidad general del sistema e incluso se puede provocar fallas catastróficas..

Por cada 10°C Reducción en la temperatura de funcionamiento de un dispositivo semiconductor de silicio típico, la confiabilidad aproximadamente se duplica y la vida útil del producto se extiende significativamente.. Este principio fundamental del diseño electrónico ha llevado a los fabricantes a buscar cada vez más-más-Soluciones eficaces de gestión térmica.

Cómo funciona la tecnología

La placa de circuito flexible patentada consta de tres capas esenciales:

1. Un sustrato de grafito flexible – proporcionando excepcional en-Conductividad térmica plana para una distribución eficiente del calor.

2. Una capa dieléctrica – formado en la superficie del sustrato de grafito para aislamiento eléctrico

3. Una capa eléctricamente conductora. – aplicado sobre la capa dieléctrica para formar el circuito eléctrico real

La capa conductora puede fabricarse a partir de materiales que incluyen plata, cobre o aluminio, y se puede aplicar como pasta conductora o lámina metálica utilizando técnicas como serigrafía o impresión 3D. La placa de circuito resultante mantiene las mismas características de flexión que la propia lámina de grafito, logrando radios de curvatura de hasta 3,0 mm para una tabla de 0,25 mm de espesor y 6,0 mm para un tablero de 0,5 mm de espesor—sin comprometer la integridad estructural o el rendimiento eléctrico.

Esto significa que la placa de circuito flexible puede ser doblado, torcido o flexionado repetidamente desde una configuración plana sin impactonegativo en su función como placa de circuito—una capacidad que abre posibilidades completamentenuevas para el diseño de productos.

Aplicaciones en todas las industrias

La tecnología es particularmente buena.-adecuado para aplicaciones donde disipación de calor y limitaciones espaciales son primordiales:

• Iluminación LED y pantallas: A medida que los fabricantes aumentan el brillo de la pantalla, los LED consumen más energía y generan más calor. Las placas de circuito de grafito flexible de GrafTech pueden admitir LED y al mismo tiempo disipar el calor.—una ventaja crítica para el próximo-pantallas LCD de generación.

• Teléfonos inteligentes y tabletas: La tendencia hacia dispositivos más delgados y livianos con mayor potencia de procesamiento hace que una gestión térmica eficaz sea esencial. GrafTech's ESCUDO ESPARCIDOR™ La línea de productos, ya implementada en soluciones de refrigeración para teléfonos inteligentes, demuestra la presencia establecida de la empresa en este mercado..

• Teléfonos inteligentes plegables: Quizás la aplicación más interesante se encuentre en la categoría emergente de dispositivos plegables. Grafito flexible-Las placas de circuito basadas en Reemplazo potencial para los PCB rígidos tradicionales. en dispositivos que deben soportar repetidos plegados y despliegues.

• Electrónica portátil: Desde relojes inteligentes hasta dispositivos de control de la salud, los dispositivos portátiles exigen circuitos flexibles, duraderos y térmicamente eficientes..

• Sistemas automotrices: En-electrónica del vehículo—particularmente aquellos en vehículos eléctricos y conductores avanzados-sistemas de asistencia—Requieren una gestión térmica sólida en espacios reducidos..

Una tendencia industrial más amplia

GrafTechno es el único que busca una electrónica flexible mediante la fabricación aditiva. A principios de 2017, investigadores de Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri demostró una técnica de impresión directa en aerosol que integra sustratos flexibles con materiales conductores rígidos. Las superficies elásticas producidas mediante este método se pueden torcer, estirar y doblar repetidamente sin prácticamenteninguna degradación del rendimiento.—Haciéndose eco de los principios básicos del grafito de GrafTech.-enfoque basado.

Implicaciones estratégicas

La aprobación de esta patente fortalece la posición de GrafTech en el mercado en rápida expansión. electrónica híbrida flexible (FHE) mercado-. Como líder mundial reconocido en productos de grafito de ingeniería y películas de alta conductividad térmica, la empresa presta servicios a los principales fabricantes de equipos originales en electrónica de potencia, paquetes de baterías para vehículos eléctricos y electrónica de consumo.

La cartera de patentes—que incluye presentaciones relacionadas como US2016096736A1 (artículos conductores transparentes) y WO2016094150A1 (estructuras de soporte de láminas de grafito flexibles)—proporciona un foso integral de propiedad intelectual en torno a la tecnología de grafito flexible de GrafTech.

Mirando hacia el futuro

A medida que la industria electrónica continúa su trayectoria hacia Factores de forma más pequeños, mayores densidades de potencia y flexibilidad sin precedentes., el 3D patentado de GrafTech-Las placas de circuito impreso de grafito flexible ofrecen una solución convincente. Al combinar el Conductividad térmica excepcional del grafito. con el Libertad de diseño de la fabricación aditiva., la tecnología aborda tanto los desafíos de gestión térmica de hoy como la forma-limitaciones factoriales del mañana.

Para los diseñadores de teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles, sistemas automotrices y más, el mensaje es claro: ha llegado la era de la electrónica flexible y térmicamente inteligente.—y GrafTech está liderando el camino.