Com a component bàsic dels dispositius electrònics, la innovació tecnològica de PCB s'ha convertit en la clau per impulsar el progrés de la indústria. En els últims anys, el grafè ha anat entrant gradualment en el camp de visió de la gent i ha mostrat un gran potencial en el camp de les plaques de circuit, aportant noves oportunitats de transformació a la indústria electrònica.
1, Introducció al grafè
El grafè és un nanomaterial de carboni bi-dimensional format per àtoms de carboni en orbitals hibridats sp ², formant una xarxa hexagonal de bresca. Té moltes propietats excel·lents.
Des de la perspectiva de les propietats mecàniques, el grafè té una força sorprenent, centenars de vegades la de l'acer, però té característiques extremadament primes i lleugeres, amb un gruix d'una sola capa atòmica. Aquesta combinació perfecta d'alta resistència i característiques primes i lleugeres ofereix la possibilitat de fabricar dispositius electrònics més robusts i prims.
Pel que fa al rendiment elèctric, el grafè té una mobilitat d'electrons ultra-alta i els electrons es mouen molt ràpidament dins d'ell, la qual cosa significa que la transmissió del senyal pot ser més ràpida, millorant molt la velocitat de funcionament dels dispositius electrònics. Al mateix temps, també té una conductivitat excel·lent i una resistència extremadament baixa, que pot reduir eficaçment la pèrdua d'energia elèctrica durant la transmissió.
Pel que fa a les propietats tèrmiques, el grafè té una conductivitat tèrmica extremadament alta d'uns 5000 W/m · K, molt superior a la dels substrats de PCB tradicionals FR-4 (i coure). Això li confereix un avantatge natural en la dissipació de calor, ja que pot dissipar ràpidament la calor generada durant el funcionament dels dispositius electrònics, solucionant eficaçment el problema de la degradació del rendiment o fins i tot els danys causats pel sobreescalfament dels dispositius electrònics.
2, els avantatges únics de les plaques de circuit de grafè
Velocitat de transmissió del senyal ultra alta: a causa de les excel·lents propietats elèctriques del grafè, les plaques de circuit basades en el grafè poden aconseguir velocitats de transmissió de senyal més ràpides. En l'era actual de gran demanda de velocitat de processament de dades, ja siguin ordinadors d'alt rendiment, telèfons intel·ligents o dispositius de comunicació 5G, una velocitat de transmissió de senyal més ràpida significa una experiència operativa més fluida, una major eficiència laboral i una implementació funcional més potent. Per exemple, a les estacions base 5G, l'ús de plaques de circuit de grafè pot millorar significativament la velocitat de transmissió i recepció de dades, reduir la latència de la xarxa i garantir el funcionament eficient i estable de les xarxes 5G.
Excel·lent rendiment de dissipació de calor: amb la millora contínua de la integració de dispositius electrònics i el fort augment de la densitat de potència, la dissipació de calor s'ha convertit en un coll d'ampolla clau que limita el rendiment i la fiabilitat dels productes electrònics. La conductivitat tèrmica ultra-del grafè li permet dissipar la calor ràpidament. Mitjançant la introducció de nanofulls de grafè en materials de matriu com la resina epoxi, es pot formar una xarxa eficient de conducció de calor, millorant significativament la capacitat de dissipació de calor plana dels PCB. En camps d'aplicació com la comunicació d'alta-freqüència i alta-velocitat, electrònica d'automòbil i conversió d'energia, l'excel·lent rendiment de dissipació de calor de les plaques de circuit de grafè pot evitar de manera efectiva la degradació del rendiment, els accidents i fins i tot els danys causats pel sobreescalfament, millorant considerablement l'estabilitat i la vida útil dels equips.
Lleuger i d'alta resistència: les propietats lleugeres del grafè permeten que les plaques de circuit aconsegueixin dissenys més prims i lleugers mantenint un alt rendiment. Per a productes com ara dispositius portàtils i telèfons intel·ligents que requereixen una alta portabilitat, aquest avantatge és especialment important. Les plaques de circuits més primes i més primes no només poden reduir el pes total del dispositiu, sinó que també ofereixen més possibilitats per al disseny de l'aparença i la disposició de l'espai intern del producte. Mentrestant, les seves característiques d'alta-resistència garanteixen la fiabilitat de la placa de circuit en l'ús diari i en diversos entorns complexos, la qual cosa la fa menys propensa a danys.
Bona flexibilitat: el grafè té un cert grau de flexibilitat, que obre un nou camí per al desenvolupament de productes electrònics flexibles. Els dispositius electrònics flexibles, com ara telèfons intel·ligents plegables, tèxtils electrònics i dispositius de control de la salut portàtils, han rebut molta atenció en els últims anys. Les plaques de circuit de grafè poden adaptar-se bé a les necessitats de plegat i plegat d'aquests dispositius, proporcionant formes i experiències d'usuari úniques alhora que garanteixen el funcionament normal del circuit. Per exemple, la pantalla d'un telèfon intel·ligent plegable ha de mantenir connexions de circuits estables durant el procés de plegat, i les plaques de circuit de grafè, amb la seva flexibilitat, poden gestionar fàcilment aquesta tasca.
3, Àrees d'aplicació de plaques de circuit de grafè
En el camp de l'electrònica de consum, s'espera que l'aplicació de plaques de circuits de grafè aporti millores significatives de rendiment en productes d'electrònica de consum com ara telèfons intel·ligents, tauletes i ordinadors portàtils. Una velocitat de funcionament més ràpida, una millor dissipació de la calor i un disseny de cos més prim oferiran als consumidors una experiència d'usuari totalment nova. Prenent com a exemple els telèfons intel·ligents, després d'adoptar plaques de circuit de grafè, el processador del telèfon pot funcionar a temperatures més baixes, aconseguint així un llançament de rendiment més alt. El fenomen del retard del joc millorarà molt i la durada de la bateria del telèfon també es pot millorar reduint el consum d'energia de dissipació de calor.
En l'àmbit de la comunicació, el ràpid desenvolupament de la comunicació 5G ha plantejat requisits extremadament alts per al rendiment dels equips de comunicació. L'aplicació de plaques de circuit de grafè a estacions base 5G, satèl·lits de comunicació i altres equips pot millorar eficaçment la velocitat de processament del senyal i l'eficiència de transmissió, reduir el retard del senyal i el consum d'energia. A més, les plaques de circuits de grafè també poden tenir un paper important en les futures investigacions de comunicació 6G, establint les bases per aconseguir connexions de comunicació més ràpides i estables.
En el camp de l'electrònica de l'automòbil: amb el desenvolupament de vehicles intel·ligents i elèctrics, els sistemes electrònics d'automoció són cada cop més complexos i els requisits de rendiment de les plaques de circuit també augmenten. L'excel·lent rendiment de dissipació de calor i l'alta fiabilitat de la placa de circuit de grafè la fan molt adequada per a l'aplicació en parts clau de l'automòbil, com ara el sistema de control del motor, el sistema de conducció automàtica, el sistema de gestió de la bateria, etc. En els vehicles elèctrics, els sistemes de gestió de la bateria requereixen un seguiment i un control precís de l'estat de la bateria. Les plaques de circuit de grafè poden processar ràpidament grans quantitats de dades per garantir el funcionament segur i estable de la bateria i allargar la seva vida útil.
Camp aeroespacial: els equips aeroespacials tenen requisits extremadament estrictes pel que fa al pes, el rendiment i la fiabilitat dels dispositius electrònics. Les característiques lleugeres, d'alta-resistència i d'alt-rendiment de les plaques de circuit de grafè les converteixen en una opció ideal per a la indústria aeroespacial. Per exemple, l'ús de plaques de circuits de grafè als satèl·lits pot reduir el pes del satèl·lit, reduir els costos de llançament i millorar el rendiment i la fiabilitat dels equips electrònics per satèl·lit, garantint un funcionament estable a llarg-del satèl·lit en entorns espacials complexos.