GrafTech实现3D打印集成石墨与电路

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目前,市面上的散热膜材料主要分为三类:天然石墨散热膜,人工石墨散热膜,以及纳米碳散热膜。而这三类对应的最好的企业则分别是美国的GrafTech,日本的松下,以及韩国的SKC。

GrafTech实现3D打印集成石墨与电路

如今,利用3D打印技术,GrafTech发明了一种具有柔性石墨衬底的柔性电路板,通过3D打印技术将介电层和导电层和更多的电子元件打印到柔性石墨基体上。

能够在不损及邻近部件的情况下有效地实现发热元件的热扩散,对于手机、笔记本电脑和平板电视等电子设备的小型和轻薄化研发具有至关重要的作用。GrafTech率先使用膨胀石墨粒压缩片解决了这一问题,并开拓了将这种材料用于电子产品散热管理的市场。

随着越来越多的精密电子元件的发展,有时候这些元器件的散热会产生相对极端的温度。温度上升对提高处理速度是个需要避免的因素,这些组件包括在电子和电气设备中的微处理器和集成电路,以及其他设备如高功率光学器件等。

微处理器、集成电路和其他复杂的电子元件通常只在一定范围内的阈值温度下有效运行。当这些组件在操作过程中产生过量的热量,不仅会损害自身的性能,也会降低整体系统的性能和可靠性,甚至会导致系统故障。

热管理成为电子产品设计中一个日益重要的因素。例如典型硅半导体器件工作温度的降低带来器件的可靠性和产品寿命的延长。为了最大限度地提高组件的寿命和可靠性,控制设备的工作温度对设计者来说是非常重要的。

电子元件通常安装在电路板上,也称为印制电路板(PCB)。由于制造商不断提高液晶显示器的性能,例如通过增加显示器的亮度,越来越明亮的LED被利用。结果,LED的功率消耗大幅增加。光源产生的热量不利于液晶显示器的操作。

GrafTech通过3D打印技术将导电层与介电层打印到石墨衬底上,这样的柔性电路板可以为发光二极管(LED)提供支持。具有柔性石墨衬底的柔性电路板的散热部分和和光产生的电子元件部分都被安装在构件截面上。

GrafTech的这一项技术专利获批,意味着GrafTech增强了在可反复扭转、拉伸或弯曲的柔性材料上制造电子器件的实力,而柔性可弯折电子将成为目前印制电路板的潜在替代性产品,广泛用于可折叠手机、各种穿戴设备以及车载系统。

无独有偶,就在2017年新年伊始,密苏里科技大学的科研团队通过直接气溶胶打印技术将柔性基底与刚性的导电材料这些不同属性的材料整合在一起,从而使得导电材料与柔性基底相结合。弹性表面可以反复扭转、拉伸和弯曲,从而做出可弯折、拉伸的电子产品,而且对其性能几乎没有影响。

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