Som kjernekomponenten i elektroniske enheter, har PCB-teknologiinnovasjon blitt nøkkelen til å drive industrifremgang. De siste årene har grafen gradvis kommet inn i folks synsfelt og vist et stort potensial innen kretskort, noe som gir nye muligheter for transformasjon til elektronikkindustrien.
1, Introduksjon til grafen
Grafen er et to-dimensjonalt karbonnanomateriale som består av karbonatomer i sp ² hybridiserte orbitaler, som danner et sekskantet bikakegitter. Den har mange utmerkede egenskaper.
Fra perspektivet til mekaniske egenskaper har grafen en forbløffende styrke, hundrevis av ganger den for stål, men den har ekstremt tynne og lette egenskaper, med en tykkelse på bare ett atomlag. Denne perfekte kombinasjonen av høy styrke og tynne og lette egenskaper gir muligheten til å produsere mer robuste og tynnere elektroniske enheter.
Når det gjelder elektrisk ytelse, har grafen ultra-høy elektronmobilitet, og elektroner beveger seg veldig raskt i den, noe som betyr at signaloverføringen kan være raskere, noe som i stor grad forbedrer driftshastigheten til elektroniske enheter. Samtidig har den også utmerket ledningsevne og ekstremt lav motstand, noe som effektivt kan redusere tap av elektrisk energi under overføring.
Når det gjelder termiske egenskaper, har grafen en ekstremt høy varmeledningsevne på ca. 5000W/m · K, langt høyere enn tradisjonelle PCB-substrater FR-4 (og kobber). Dette gir den en naturlig fordel i varmespredning, siden den raskt kan spre varmen som genereres under driften av elektroniske enheter, og effektivt løse problemet med ytelsesforringelse eller til og med skade forårsaket av overoppheting av elektroniske enheter.
2, De unike fordelene med grafenkretskort
Ultra høy signaloverføringshastighet: På grunn av de utmerkede elektriske egenskapene til grafen, kan kretskort basert på grafen oppnå raskere signaloverføringshastigheter. I dagens epoke med høy etterspørsel etter databehandlingshastighet, enten det er datamaskiner med høy-ytelse, smarttelefoner eller 5G-kommunikasjonsenheter, betyr raskere signaloverføringshastighet jevnere driftsopplevelse, høyere arbeidseffektivitet og kraftigere funksjonell implementering. For eksempel, i 5G-basestasjoner, kan bruken av grafen-kretskort betydelig forbedre hastigheten på dataoverføring og mottak, redusere nettverksforsinkelse og sikre effektiv og stabil drift av 5G-nettverk.
Utmerket varmeavledningsytelse: Med den kontinuerlige forbedringen av integrering av elektroniske enheter og den kraftige økningen i effekttetthet, har varmeavledning blitt en nøkkelflaskehals som begrenser ytelsen og påliteligheten til elektroniske produkter. Den ultra-høye termiske ledningsevnen til grafen gjør at den raskt sprer varme. Ved å introdusere grafen nanoark i matrisematerialer som epoksyharpiks, kan et effektivt varmeledningsnettverk dannes, noe som betydelig forbedrer den plane varmespredningsevnen til PCB. I bruksområder som høy-kommunikasjon og høy-hastighet, bilelektronikk og kraftkonvertering, kan den utmerkede varmeavledningsytelsen til grafenkretskort effektivt unngå ytelsesforringelse, krasj og til og med skade forårsaket av overoppheting, noe som forbedrer stabiliteten og levetiden til utstyret betydelig.
Lett og høy styrke: De lette egenskapene til grafen gjør at kretskort kan oppnå tynnere og lettere design samtidig som de opprettholder høy ytelse. For produkter som bærbare enheter og smarttelefoner som krever høy portabilitet, er denne fordelen spesielt viktig. Tynnere og tynnere kretskort kan ikke bare redusere den totale vekten til enheten, men også gi flere muligheter for utseendet og innvendig plassutforming av produktet. I mellomtiden sikrer dens høye-styrkeegenskaper påliteligheten til kretskortet i daglig bruk og ulike komplekse miljøer, noe som gjør det mindre utsatt for skade.
God fleksibilitet: Grafen har en viss grad av fleksibilitet, noe som åpner for en ny vei for utvikling av fleksible elektroniske produkter. Fleksible elektroniske enheter som sammenleggbare smarttelefoner, elektroniske tekstiler og bærbare helseovervåkingsenheter har fått mye oppmerksomhet de siste årene. Grafen kretskort kan tilpasse seg bøye- og foldebehovene til disse enhetene, og gir unike former og brukeropplevelser samtidig som de sikrer normal drift av kretsen. Skjermen på en sammenleggbar smarttelefon må for eksempel opprettholde stabile kretsforbindelser under bretteprosessen, og grafenkretskort, med sin fleksibilitet, kan enkelt håndtere denne oppgaven.
3, bruksområder for grafen kretskort
Innen forbrukerelektronikk forventes bruken av grafenkretskort å gi betydelige ytelsesforbedringer i forbrukerelektronikkprodukter som smarttelefoner, nettbrett og bærbare datamaskiner. Raskere driftshastighet, bedre varmespredning og tynnere kroppsdesign vil gi forbrukerne en helt ny brukeropplevelse. Ta smarttelefoner som et eksempel, etter å ha tatt i bruk grafenkretskort, kan prosessoren på telefonen operere ved lavere temperaturer, og dermed oppnå høyere ytelse. Fenomenet spilllag vil bli kraftig forbedret, og telefonens batterilevetid kan også forbedres ved å redusere strømforbruket for varmeavledning.
På kommunikasjonsområdet har den raske utviklingen av 5G-kommunikasjon stilt ekstremt høye krav til ytelsen til kommunikasjonsutstyr. Bruken av grafenkretskort i 5G-basestasjoner, kommunikasjonssatellitter og annet utstyr kan effektivt forbedre signalbehandlingshastigheten og overføringseffektiviteten, redusere signalforsinkelsen og energiforbruket. I tillegg kan grafenkretskort også spille en viktig rolle i fremtidig 6G-kommunikasjonsforskning, og legge grunnlaget for å oppnå raskere og mer stabile kommunikasjonsforbindelser.
Innen bilelektronikk: Med utviklingen av intelligente og elektriske kjøretøy blir elektroniske bilsystemer stadig mer komplekse, og ytelseskravene til kretskort øker også. Den utmerkede varmeavledningsytelsen og høye påliteligheten til grafenkretskortet gjør det svært egnet for bruk i nøkkeldeler av bil som motorkontrollsystem, autodrivsystem, batteristyringssystem osv. I elektriske kjøretøy krever batteristyringssystemer nøyaktig overvåking og kontroll av batteriets status. Grafen kretskort kan raskt behandle store mengder data for å sikre sikker og stabil drift av batteriet og forlenge levetiden.
Luftfartsfelt: Luftfartsutstyr har ekstremt strenge krav til vekten, ytelsen og påliteligheten til elektroniske enheter. Den lette, høye-styrken og høye-ytelsesegenskapene til grafenkretskort gjør dem til et ideelt valg for romfartsindustrien. For eksempel kan bruk av grafen-kretskort i satellitter redusere vekten av satellitten, redusere utskytningskostnadene og forbedre ytelsen og påliteligheten til elektronisk satellittutstyr, noe som sikrer langsiktig stabil drift av satellitten i komplekse rommiljøer.