Elektronik imalat endüstrisi için dönümnoktasıniteliğinde bir gelişme olarak, GrafTech Uluslararası Holding A.Ş. gelişmiş 3D baskı teknikleri kullanılarak grafit bir alt tabaka üzerine inşa edilen esnek bir devre kartı için çok önemli bir patent aldı. Patentli teknoloji—patent yayını kapsamında resmi olarak belirlenmiş WO2016015032A1 ve ilgili ABD başvuruları dahil US9546763—şirketi hızla gelişen esnek ve katlanabilir elektronik sektörünün ön saflarında konumlandırıyor.

Toplam portföy ile 364 patent başvurusu ve bir 500% IP aktivitesinde artışGrafTech, grafit alanında yenilikçiliğe yönelik agresif bir bağlılık sergiledi-dayalı malzeme bilimi-1-. Yeni patentli buluş ileriye doğru önemli bir atılımı temsil ediyor: üzerine dielektrik katmanların ve elektriksel olarak iletken katmanların uygulandığı esnek bir grafit alt tabakaya sahip esnek bir devre kartı—ve bazı düzenlemelerde ek elektronik bileşenler doğrudan yazdırılır—kullanarak 3D katmanlı üretim.

Termal Yönetim Zorluğu

Yenilik, modern elektronik tasarımındaki en kalıcı zorluklardan birine çözüm getiriyor: ısı dağılımı. Elektronik cihazlar giderek daha kompakt ve güçlü hale geldikçe, mikroişlemciler, entegre devreler ve yüksek-güç optik cihazları kritik hale geldi. Bu bileşenler yalnızca belirli eşik sıcaklıkları dahilinde etkili bir şekilde çalışır. Çalışma sırasında aşırı ısı biriktiğinde, bu yalnızca bileşen performansını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda genel sistem güvenilirliğini de azaltır ve hatta ciddi arızalara yol açabilir..

Her 10 için°Tipik bir silikon yarı iletken cihazın çalışma sıcaklığında C azalma, güvenilirlik yaklaşık iki katına çıkar ve ürün ömrü önemli ölçüde uzar. Elektronik tasarımının bu temel ilkesi, üreticileri daha fazlasını aramaya itmiştir.-daha fazla-Etkili termal yönetim çözümleri.

Teknoloji Nasıl Çalışır?

Patentli esnek devre kartı üç temel katmandan oluşur:

1. Esnek bir grafit substrat – olağanüstü sağlayan-Verimli ısı yayılımı için düzlemsel termal iletkenlik

2. Bir dielektrik katman – Elektrik yalıtımı için grafit substratın yüzeyinde oluşturuldu

3. Elektriksel olarak iletken bir katman – gerçek elektrik devresini oluşturmak için dielektrik katmana uygulanır

İletken katman aşağıdakileri içeren malzemelerden yapılabilir: gümüş, bakır veya alüminyumve aşağıdaki gibi teknikler kullanılarak iletken macun veya metal folyo olarak uygulanabilir. serigrafi veya 3D baskı. Ortaya çıkan devre kartı, grafit tabakanın kendisi ile aynı bükülme özelliklerini korur ve 0,25 mm kalınlığındaki bir levha için 3,0 mm kadar sıkı bükülme yarıçapları ve 0,5 mm kalınlığındaki bir tahta için 6,0 mm—yapısal bütünlükten veya elektriksel performanstan ödün vermeden.

Bu, esnek devre kartının kullanılabileceği anlamına gelir. bükülmüş, bükülmüş veya tekrar tekrar esnetilmiş devre kartı olarak işlevine olumsuz etkisi olmayan düzlemsel bir konfigürasyondan—ürün tasarımı için tamamen yeni olanaklara kapı açan bir yetenek.

Sektörlerdeki Uygulamalar

Teknoloji özellikle iyi-uygulamalara uygundur ısı dağılımı ve mekansal kısıtlamalar çok önemlidir:

• LED Aydınlatma ve Göstergeler: Üreticiler ekran parlaklığını artırdıkça LED'ler daha fazla güç tüketir ve daha fazla ısı üretir. GrafTech'in esnek grafit devre kartları LED'leri desteklerken aynı zamanda ısıyı da dağıtabilir—bir sonraki adım için kritik bir avantaj-nesil LCD ekranlar.

• Akıllı Telefonlar ve Tabletler: Daha yüksek işlem gücüne sahip daha ince, daha hafif cihazlara yönelme, etkili termal yönetimi zorunlu hale getiriyor. GrafTech'in YAYILMIŞ KALKAN™ Halihazırda akıllı telefon soğutma çözümlerinde kullanılan ürün grubu, şirketin bu pazardaki yerleşik varlığını gösteriyor.

• Katlanabilir Akıllı Telefonlar: Belki de en heyecan verici uygulama, ortaya çıkan katlanabilir cihaz kategorisinde yatıyor. Esnek grafit-tabanlı devre kartları bir işlev görebilir geleneksel sert PCB'lerin potansiyel alternatifi tekrar tekrar katlanmaya ve açılmaya dayanması gereken cihazlarda.

• Giyilebilir Elektronikler: Akıllı saatlerden sağlık izleme cihazlarına kadar giyilebilir cihazlar esnek, dayanıklı ve termal açıdan verimli devreler gerektirir.

• Otomotiv Sistemleri: İçinde-araç elektroniği—özellikle elektrikli araçlarda ve ileri düzey sürücüde olanlar-asistan sistemleri—kapalı alanlarda sağlam termal yönetim gerektirir.

Daha Geniş Bir Endüstri Trendi

GrafTech, katmanlı üretim yoluyla esnek elektroniklerin peşinde koşmada yalnız değil. 2017'nin başlarında araştırmacılar Missouri Bilim ve Teknoloji Üniversitesi esnek alt tabakaları sert iletken malzemelerle birleştiren doğrudan bir aerosol baskı tekniği gösterdi. Bu yöntemle üretilen elastik yüzeylerneredeyse hiçbir performans kaybı olmadan tekrar tekrar bükülebilir, gerilebilir ve bükülebilir.—GrafTech'in grafitinin temel prensiplerini yansıtıyor-temelli bir yaklaşım.

Stratejik Etkiler

Bu patentin onaylanması GrafTech'in hızla genişleyen pazardaki konumunu güçlendiriyor esnek hibrit elektronikler (FHE) pazar-. Mühendislik ürünü grafit ürünler ve yüksek termal iletkenliğe sahip filmlerde tanınmış bir dünya lideri olan şirket, güç elektroniği, elektrikli araç akü paketleri ve tüketici elektroniği alanlarında büyük OEM'lere hizmet vermektedir.

Patent portföyü—gibi ilgili başvuruları içerir US2016096736A1 (şeffaf iletken eşyalar) ve WO2016094150A1 (esnek grafit levha destek yapıları)—GrafTech'in esnek grafit teknolojisi etrafında kapsamlı bir fikri mülkiyet hendeği sağlar.

İleriye Bakış

Elektronik endüstrisi yoluna devam ederken daha küçük form faktörleri, daha yüksek güç yoğunlukları ve benzeri görülmemiş esneklik, GrafTech'in patentli 3D'si-baskılı esnek grafit devre kartları ilgi çekici bir çözüm sunar. Birleştirerek Grafitin olağanüstü termal iletkenliği ile katmanlı üretimde tasarım özgürlüğü, teknoloji hem günümüzün termal yönetim zorluklarını hem de-yarının faktör kısıtlamaları.

Akıllı telefonlar, giyilebilir cihazlar, otomotiv sistemleri ve ötesi tasarımcılar için mesaj açık: Esnek, termal açıdan akıllı elektronik çağı geldi—ve GrafTech bu yolda öncülük ediyor.