Az elektronikus eszközök központi elemeként a NYÁK-technológia innovációja az iparág fejlődésének kulcsává vált. Az elmúlt években a grafén fokozatosan bekerült az emberek látóterébe, és nagy potenciált mutatott az áramköri lapok területén, új lehetőségeket hozva az elektronikai ipar számára az átalakulásra.
1, Bevezetés a grafénbe
A grafén egy két-dimenziós szén-nanoanyag, amely sp ² hibridizált pályákon lévő szénatomokból áll, és hatszögletű méhsejt-rácsot alkot. Számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik.
A mechanikai tulajdonságok szempontjából a grafén elképesztő szilárdságú, több százszorosa az acélénak, de rendkívül vékony és könnyű tulajdonságokkal rendelkezik, mindössze egy atomréteg vastagsága. A nagy szilárdság és a vékony és könnyű tulajdonságok tökéletes kombinációja lehetőséget ad robusztusabb és vékonyabb elektronikai eszközök gyártására.
Ami az elektromos teljesítményt illeti, a grafén ultra{0}}nagy elektronmobilitású, és az elektronok nagyon gyorsan mozognak benne, ami azt jelenti, hogy a jelátvitel gyorsabb lehet, ami nagymértékben javítja az elektronikus eszközök működési sebességét. Ugyanakkor kiváló vezetőképességgel és rendkívül alacsony ellenállással is rendelkezik, ami hatékonyan csökkenti az átvitel során az elektromos energia veszteségét.
A termikus tulajdonságokat tekintve a grafén rendkívül magas, körülbelül 5000 W/m · K hővezető képességgel rendelkezik, ami sokkal magasabb, mint a hagyományos FR-4 PCB-szubsztrátok (és réz). Ez természetes előnyt jelent a hőleadásban, mivel gyorsan el tudja vezetni az elektronikai eszközök működése során keletkező hőt, hatékonyan oldva meg az elektronikai eszközök túlmelegedéséből adódó teljesítményromlást vagy akár károsodást.
2, A grafén áramköri lapok egyedülálló előnyei
Ultra nagy jelátviteli sebesség: A grafén kiváló elektromos tulajdonságainak köszönhetően a grafén alapú áramköri lapok gyorsabb jelátviteli sebességet tudnak elérni. A mai korszakban, ahol nagy az igény az adatfeldolgozási sebességre, legyen szó nagy teljesítményű-számítógépekről, okostelefonokról vagy 5G kommunikációs eszközökről, a gyorsabb jelátviteli sebesség gördülékenyebb működést, nagyobb munkahatékonyságot és hatékonyabb funkcionális megvalósítást jelent. Például az 5G bázisállomásokon a grafén áramköri lapok használatával jelentősen javítható az adatátvitel és -vétel sebessége, csökkenthető a hálózati késleltetés, és biztosítható az 5G hálózatok hatékony és stabil működése.
Kiváló hőelvezetési teljesítmény: Az elektronikus eszközök integrációjának folyamatos fejlesztésével és az energiasűrűség meredek növekedésével a hőelvezetés az elektronikai termékek teljesítményét és megbízhatóságát korlátozó kulcsfontosságú szűk keresztmetszetgé vált. A grafén ultra-nagy hővezető képessége lehetővé teszi a hő gyors elvezetését. Grafén nanolapok mátrix anyagokba, például epoxigyantákba történő bejuttatásával hatékony hővezető hálózat alakítható ki, amely jelentősen javítja a PCB-k síkbeli hőelvezetési képességét. Az olyan alkalmazási területeken, mint a nagy-frekvenciás és nagysebességű-kommunikáció, az autóelektronika és az áramátalakítás, a grafén áramköri lapok kiváló hőelvezetési teljesítménye hatékonyan elkerülheti a teljesítmény romlását, az összeomlásokat, sőt a túlmelegedés okozta károsodásokat is, nagymértékben javítva a berendezések stabilitását és élettartamát.
Könnyű súly és nagy szilárdság: A grafén könnyű tulajdonságai lehetővé teszik az áramköri lapok vékonyabb és könnyebb kialakítását, miközben megőrzik a nagy teljesítményt. Az olyan termékek esetében, mint a hordható eszközök és okostelefonok, amelyek nagy hordozhatóságot igényelnek, ez az előny különösen fontos. A vékonyabb és vékonyabb áramköri lapok nemcsak a készülék összsúlyát csökkenthetik, hanem több lehetőséget biztosítanak a termék megjelenésének kialakításához és belső térelrendezéséhez is. Mindeközben nagy -szilárdsági jellemzői biztosítják az áramköri lap megbízhatóságát a mindennapi használatban és a különféle összetett környezetekben, így kevésbé sérülhetnek.
Jó rugalmasság: A grafén bizonyos fokú rugalmassággal rendelkezik, ami új utat nyit a rugalmas elektronikai termékek fejlesztése előtt. Az elmúlt években nagy figyelmet kaptak a rugalmas elektronikai eszközök, mint például az összehajtható okostelefonok, az elektronikus textíliák és a hordható egészségfigyelő eszközök. A grafén áramköri lapok jól alkalmazkodnak ezen eszközök hajlítási és hajtogatási igényeihez, egyedi formákat és felhasználói élményt biztosítva, miközben biztosítják az áramkör normál működését. Például egy összehajtható okostelefon képernyőjének stabil áramköri kapcsolatokat kell fenntartania a hajtogatási folyamat során, és a grafén áramköri lapok rugalmasságukkal könnyen megbirkóznak ezzel a feladattal.
3, Grafén áramköri lapok alkalmazási területei
A fogyasztói elektronika területén a grafén áramköri lapok alkalmazása várhatóan jelentős teljesítményjavulást hoz az olyan fogyasztói elektronikai termékekben, mint az okostelefonok, táblagépek és laptopok. A gyorsabb működési sebesség, a jobb hőelvezetés és a vékonyabb karosszéria kialakítása vadonatúj felhasználói élményt nyújt a fogyasztóknak. Példaként tekintve az okostelefonokra, a grafén áramköri lapok alkalmazása után a telefon processzora alacsonyabb hőmérsékleten is tud működni, ezáltal nagyobb teljesítményt ér el. A játék késés jelensége nagymértékben javulni fog, és a telefon akkumulátorának élettartama is javítható a hőleadási energiafogyasztás csökkentésével.
A kommunikáció területén az 5G kommunikáció rohamos fejlődése rendkívül magas követelményeket támaszt a kommunikációs berendezések teljesítményével szemben. A grafén áramköri lapok alkalmazása 5G bázisállomásokon, kommunikációs műholdakon és egyéb berendezésekben hatékonyan javíthatja a jelfeldolgozás sebességét és átviteli hatékonyságát, csökkentheti a jel késleltetését és az energiafogyasztást. Emellett a grafén áramköri lapok a jövőbeni 6G kommunikációs kutatásokban is fontos szerepet játszhatnak, megalapozva a gyorsabb és stabilabb kommunikációs kapcsolatokat.
Az autóelektronika területén: Az intelligens és elektromos járművek fejlődésével az autóelektronikai rendszerek egyre bonyolultabbá válnak, és az áramköri lapokkal szemben támasztott teljesítménykövetelmények is nőnek. A grafén áramköri lap kiváló hőelvezetési teljesítménye és nagy megbízhatósága nagyon alkalmassá teszi az autók kulcsfontosságú részeiben való alkalmazásra, mint például a motorvezérlő rendszer, az automatikus hajtásrendszer, az akkumulátorkezelő rendszer stb. Az elektromos járművekben az akkumulátorvezérlő rendszerek az akkumulátor állapotának pontos felügyeletét és ellenőrzését igénylik. A grafén áramköri kártyák nagy mennyiségű adatot képesek gyorsan feldolgozni, így biztosítva az akkumulátor biztonságos és stabil működését, valamint meghosszabbítva élettartamát.
Repülési terület: Az űrrepülési berendezések rendkívül szigorú követelményeket támasztanak az elektronikus eszközök súlyával, teljesítményével és megbízhatóságával kapcsolatban. A grafén áramköri lapok könnyű súlya, nagy -szilárdsága és nagy{2}}teljesítményű jellemzői ideális választássá teszik őket a repülőgépipar számára. Például a grafén áramköri lapok műholdakban történő használata csökkentheti a műhold súlyát, csökkentheti az indítási költségeket, valamint javíthatja a műholdas elektronikus berendezések teljesítményét és megbízhatóságát, biztosítva a műhold hosszú távú stabil működését összetett űrkörnyezetekben.