Materiaalclassificatie - materialen met "ultrahoge thermische geleidbaarheid".

Materialen met "ultrahoge thermische geleidbaarheid" worden door 5G

Het 5G-basisstation is inderdaad sterk verbeterd ten opzichte van 4G in termen van zendvermogen, bandbreedte, aantal gebruikersverbindingen, enz. Als je echter naar de vergelijkingstest voor het energieverbruik van 4G/5G-apparatuur kijkt, zul je zien dat de Het stroomverbruik bij één station van het 5G-basisstation is ongeveer 2.5~3.8 maal dat van een enkel 4G-station! Insiders uit de industrie beweren dat de substantiële toename van het AAU-stroomverbruik de belangrijkste reden is voor de toename van het 5G-stroomverbruik. De Chinese naam van AAU is "Active Antenna Unit", die voornamelijk verantwoordelijk is voor het omzetten van digitale basisbandsignalen in analoge signalen en deze vervolgens moduleert in hoogfrequente radiofrequentiesignalen, die vervolgens door een PA (eindversterker) tot voldoende vermogen worden versterkt. ) en vervolgens uitgezonden door de antenne.

Bovendien worden de transistors van 5G-circuits steeds kleiner, wat zal leiden tot een toename van de lekstroom en het lekstroomverbruik. De lekstroom van de chip zal veranderen met de temperatuur. Wanneer de chiptemperatuur stijgt, zal het statische energieverbruik exponentieel toenemen. Daarom kan de introductie van geavanceerde warmteafvoertechnologie om ervoor te zorgen dat het basisstation binnen een redelijk temperatuurbereik werkt, het energieverbruik van het basisstation aanzienlijk verminderen.

Dit betekent dat 5G-apparatuur drie keer zoveel warmte genereert als 4G, maar dat de interne ruimte wordt teruggebracht tot 30% van die van 4G-apparatuur! Met andere woorden: de warmtedichtheid van 5G-apparatuur is bijna tien keer zo groot als die van 10G-apparatuur!

Een dergelijke enorme toename van de warmtedichtheid laat zien hoe prominent de tegenstelling tussen de ontwikkeling van 5G-technologie en warmteafvoer is. Geen wonder dat de vraag naar pakkingen met ultrahoge thermische geleidbaarheid explosief is toegenomen!

Afgaande op de huidige status van de industrie omvatten de betrouwbaardere kandidaten als warmtegeleidende vulstoffen de volgende materialen:

De thermische geleidbaarheid moet veel hoger zijn dan die van aluminiumoxide, en de enige twee spelers met goede isolatie-eigenschappen zijn AlN-aluminiumnitride en BN-boriumnitride.

Het oppervlak van aluminiumnitride AlN is extreem actief. Na het absorberen van vocht wordt het gemakkelijk gehydrolyseerd om Al(OH)3 te produceren, wat het fononpad onderbreekt en de warmtegeleiding ernstig beïnvloedt.

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

Studies hebben aangetoond dat de hydrolysereactie van AlN zelfs bij lagere temperaturen kan plaatsvinden, en het is een hydrolysespeler onder alle weersomstandigheden.

40 nm aluminiumnitridehydrolyse TEM-microfoto. Als materiaal van elektronische kwaliteit moet het echter de test van dubbele 85 hoge temperaturen en vochtigheid doorstaan ​​om in aanmerking te komen. Daarom wordt het oppervlak van het AlN-vulmiddel behandeld om een ​​dichte oxidelaag op nanoschaal te vormen, zodat het equivalent is aan het omwikkelen van elk AlN-deeltje met een regenjas. In theorie is het probleem van vochtopname en hydrolyse eenvoudig op te lossen.

BN-boornitride heeft een hoge thermische geleidbaarheid en zeer goede isolatie-eigenschappen, daarom wordt het de bijnaam "wit grafeen" genoemd. Als een grote hoeveelheid aan het basismateriaal van siliconenrubber wordt toegevoegd, kan de thermische geleidbaarheid op zichzelf met verschillende ordes van grootte worden verbeterd.

Het oppervlak van BN mist echter actieve functionele groepen en de chemische eigenschappen ervan zijn te stabiel, wat het moeilijk maakt voor BN-nanodeeltjes om bevochtigd en compatibel te zijn met polymeersubstraten, heeft een slechte dispersie en is zeer gemakkelijk te agglomereren. Dit zal de effectieve vestiging van fonongeleidingsroutes beïnvloeden.

Studies hebben aangetoond dat wanneer de hoeveelheid toegevoegd BN de 180 delen overschrijdt, de viscositeit scherp toeneemt en de mechanische eigenschappen aanzienlijk afnemen. Als u het oppervlaktebehandelingsschema voor aluminiumoxide raadpleegt, zult u merken dat de BN-modificatiebehandeling geen groene, eenvoudige en efficiënte methode heeft.

De meeste van de huidige marktgerichte warmtegeleidende producten zijn echter geconcentreerd in aluminiumoxide Al2O3-vulsystemen, en er zijn nog steeds zeer weinig warmtegeleidende pakkingproducten die metaalnitriden gebruiken.

---------------------------------------------- ----------------------Herdrukt van Zhihu-Bondme(知 乎-胶我选Bondme).