ГРАФЕНОВЫЙ РАДИАТОР: ТЕРМОУПРАВЛЕНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ОТ АВТОМОБИЛЯ ДО ПЛАНШЕТНОГО КОМПЬЮТЕРА

Для большинства печатных плат очень распространена высокая частота сигнала, поэтому тепло, выделяемое внутри печатной платы, будет больше, что приводит к тому, что проблема управления нагревом плоскостей становится все более важной.Инженеры пытались решить проблемы управления теплом с помощью различных типов радиаторов, подложек для рассеивания тепла и различных форм радиаторов (таких как алюминий, медь и т. д.);в то же время электронная промышленность по-прежнему ищет решения, которые занимают меньше места, более эффективны и более экономичны.Компания MS сочетает углеродные нанотехнологии с графеном с очень высокой теплопроводностью и совершила прорыв в технологии терморегулирования плоскостей нанометровой толщины.Эта технология может обеспечить решения по управлению отоплением беспилотных автомобилей, планшетных компьютеров и других персональных устройств.

Графен — это своего рода аллотроп (углерод) углерода.Это двумерный углеродный наноматериал с сотовой решеткой, образованной атомами углерода и гибридной орбиталью SP 2.Это основной структурный элемент многих других форм углерода, таких как графит, алмаз, древесный уголь, углеродные нанотрубки и фуллерены.Графен на одну миллионную тоньше листа бумаги;поскольку он настолько тонкий, его можно считать двумерной структурой.Плоская сотовая структура графена придает ему множество необычных свойств, в том числе является самым мощным материалом в мире.Его прочность обусловлена ​​непрерывной шестиугольной структурой и прочной связью между атомами углерода.Эта прочная связь обладает большой прочностью, может скручиваться, растягиваться и сгибаться до определенной степени без разрушения, а это означает, что графен сгибается и растягивается.

Революционные свойства материала графена включают в себя:

* Самый прочный материал на свете;

* Самый тонкий материал, известный науке;

* Высокая прочность и отличная светопроницаемость;

* Самый непроницаемый материал на земле;

* Рекордная тепло- и электропроводность;

* И невероятно энергоэффективен.

С появлением автопилота будет использоваться больше вычислительных мощностей, консоли, автомобильного Интернета, беспроводной сети и массива датчиков.Это приведет к большему потреблению мощности процессора.Наложение различных новых приложений значительно увеличит нагрев.Будет расширено применение новой графеновой пленки в автомобилестроении.

Поэтому потребность в отводе тепла соответственно возросла.Размер консоли и других связанных с ней компьютерных/электронных систем будет увеличен за счет использования традиционных алюминиевых ребер, а схема управления теплом плоскости с использованием новых ребер из графеновой пленки не только тоньше по толщине, но и более эффективно рассеивает тепло.

Рисунок 1: Структура излучения нового пленочного графенового радиатора.

Графен очень подходит для управления нагревом плоских поверхностей и изготовления электронных упаковок.Его можно диспергировать в растворе распыляемой краски и покрытия, а также смешивать с полимером, чтобы существенно улучшить его термические характеристики.Учитывая это, графеновые композитные пленки изготавливаются с использованием уникальной теплопроводности графена и углеродных наночастиц, а также частиц алмазного порошка, которые могут значительно улучшить его тепловые характеристики.Кроме того, частицы алмазного порошка могут снизить проводимость графена, что не вызовет проблем с электромагнитными помехами (ЭМП) для печатных плат и электронных компонентов.

Запатентованный метод создания графеновой композитной пленки заключается в объединении частиц графена и алмазного порошка в сетчатую структуру, обеспечивающую непрерывную теплопроводность.Кроме того, для повышения эффективности теплового излучения в поры структурной сетки заполняют углеродные наночастицы (с расходимостью теплового излучения 0,98).Графеновый пленочный радиатор с очень высокой теплопроводностью в плоскостях X и Y в сочетании с эффективным преобразованием инфракрасного теплового излучения углеродных наночастиц в плоскости Z может передавать тепло в трехмерной форме.Теплопроводность графеновой пленки ограничена в плоскостях X и Y, а новая графеновая композитная пленка имеет превосходную температуропроводность в плоскости Z.Таким образом, характеристики терморегулирования в плоскости графеновой композитной пленки намного лучше, чем у графитового радиатора, поскольку он может нагреваться не только в плоскостях X и Y, но и в плоскости Z.

Высокая поляризуемость этих наноматериалов позволяет им равномерно распределяться по поверхности пленки, максимизируя таким образом охлаждающий эффект теплового излучения.Наноструктура графеновой пленки усиливает ее электроизоляционные характеристики, поэтому она может выдерживать высокое напряжение до 2 кВ.Слой теплового излучения обладает высоким уровнем способности излучать тепло за счет инфракрасного излучения, поэтому даже в замкнутом пространстве он также увеличивает теплоотдачу.В соответствии с требованиями продукта под пленку может быть добавлен металлический слой для ускорения теплового излучения слоя наноструктуры и увеличения теплового излучения.

Толщина теплоотвода из графеновой пленки составляет 25 ~ 210 мкм, что очень мало по сравнению с традиционным радиатором.Графеновый пленочный теплоотвод может содержать слой графена толщиной от нескольких микрон до десятков микрон, плюс слой алюминия или меди толщиной в десятки микрон или только один слой графена.Эта легкая и тонкая пленка подходит для смартфонов, iPad, планшетов и других портативных устройств, а также для небольших компонентов, таких как микросхемы, светодиоды и память DDR.

Графеновая пленка обычно приклеивается к поверхности источника тепла, а также к верхней или нижней части печатной платы.Графеновую пленку также можно наносить на переднюю или заднюю часть корпуса различных мобильных телефонов, а также на верхнюю или нижнюю часть источника тепла.Пленка не будет мешать работе антенны, поэтому при необходимости ее также можно добавить в область антенны.Конечно, фактическое расположение будет зависеть от компоновки устройства и расположения источника тепла.

Рисунок 2. Графеновую пленку можно наносить сверху и снизу печатной платы.

Рисунок 3. Добавление графеновой пленки на существующий алюминиевый радиатор может улучшить рассеивание тепла или непосредственное использование графеновой пленки вместо алюминиевого радиатора.