A termikus felület anyagának fejlődési trendje
A magas hőmérséklet káros hatással lehet az elektronikus alkatrészek stabilitására, megbízhatóságára és élettartamára. Gyakran vannak kis hézagok az elektronikus alkatrészek és a hűtőbordák között, így a tényleges érintkezési felület a hűtőborda alapterületének mindössze 10%-a, ami súlyosan akadályozza a hőátadást. A Thermal interfész anyag használata a hézagok kitöltésére jelentősen csökkentheti az érintkezési hőellenállást, és biztosítja, hogy a fűtőelektronikai alkatrészek által termelt hő időben távozzon.
A tárgyak internete korszakának beköszöntével az elektronikai termékek integrációja folyamatosan javul. Emellett a nagyfrekvenciás jelek bevezetése és a hardverelemek korszerűsítése a csatlakoztatott eszközök és antennák számának megduplázódásához vezetett, ami az energiafogyasztás folyamatos növekedését és a hőtermelés gyors növekedését eredményezte. A termikus interfész anyagok kiváló hővezető képességgel és erős környezeti alkalmazkodóképességgel rendelkeznek, amelyek erőteljes segítséget nyújtanak a berendezések magas szintű integrációjához és miniatürizálásához, és várhatóan a leginkább zavaró és transzformatív hőkezelési megoldásokká válnak.
Ipari szempontból a három forró szektor által képviselt elektronikai ipar egyre több igényt támaszt a fejlett hőkezelési rendszerek és a termikus interfész anyagok iránt:
Intelligens szórakoztató elektronika:Az okostelefonok és táblagépek elektronikai termékei szoros és erősen integrált felépítésűek, a hőáram-sűrűség folyamatos javítása pedig egyre magasabb követelményeket támaszt a hőgazdálkodási rendszerekkel szemben.
Kommunikációs berendezések:A kommunikációs berendezések egyre összetettebbé válnak, az energiafogyasztás növekszik, a hőérték pedig gyorsan növekszik, ami hatalmas keresletet fog hozni a termikus interfész anyagok iránt.
Autóelektronika:egyrészt a motor elektronikus vezérlőmodulja, a gyújtásmodul, a teljesítménymodul és a különféle érzékelők üzemi hőmérséklete rendkívül magas; másrészt az új energetikai járművek akkumulátorteljesítménye óriási, a hagyományos léghűtés és vízhűtés nem elegendő a hatalmas hőleadással való megbirkózáshoz. Sürgős és személyre szabott igény mutatkozik a Thermal interfész anyagok iránt.
Ezenkívül a légi közlekedésben, repülésben, katonai és egyéb területeken használt eszközöknek általában zord környezetben kell működniük, például nagy frekvencián, nagy feszültségen, nagy teljesítményen és szélsőséges hőmérsékleten, és nagy megbízhatóságot, hosszú hibamentes működési időt és rendkívüli körülmények között kell működniük. magas, átfogó teljesítménykövetelmények a hőleadó anyagokkal szemben.
A BCC kutatási adatai szerint a Thermal interface anyagok globális piacának mérete a 2014-es 716 millió dollárról 2018-ra 937 millió dollárra nőtt, 7,4%-os összetett éves növekedési rátával. A piac mérete 2021-ben várhatóan eléri az 1,08 milliárd dollárt. Közülük az ázsiai csendes-óceáni régió meghaladja a 812 millió dollárt, Európa körülbelül 113 millió dollárt, Észak-Amerika körülbelül 101 millió dollárt, más régiók pedig körülbelül 54 millió dollárt. amerikai dollár.
A hővezető polimer alapú kompozitok előnye az alacsony sűrűség, a kiváló dielektromos tulajdonságok, az alacsony nyersanyagárak és a könnyű feldolgozhatóság, de a polimer alapú hővezető kompozitok hővezető képessége viszonylag alacsony. A szervetlen nanoanyagok, mint például az alumínium-oxid, alumínium-nitrid, szilícium-karbid, bór-nitrid és szén nanocsövek hatékonyan javíthatják a polimer anyagok hővezető képességét, de a szervetlen töltőanyagok törékennyé és keménysé teszik a polimer anyagokat. Jelenleg erre a problémára nincs jó megoldás, a nemzetközi és a hazai piac alapvetően egy pályán halad.
Az ideális termikus interfész anyagnak a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie: nagy hővezető képesség, nagy rugalmasság, felületi nedvesíthetőség, megfelelő viszkozitás, nagy nyomásérzékenység, jó hő- és hidegciklus-stabilitás, újrafelhasználható stb. Ezért további problémákkal kell foglalkozni:
Először is, a polimer alapú kompozitok tervezésénél fejlettebb megerősítési tervezésre van szükség a hővezetőképesség javítása érdekében, miközben biztosítják a mechanikai tulajdonságokat;
Másodszor, ami az anyag-előkészítést és -feldolgozást illeti, javítani kell a töltőanyagok, az erősítések és a mátrix közötti határfelületi kötést az ideális kompozit anyag konfiguráció elérése érdekében;
Harmadszor, az elméleti alapkutatás szempontjából tovább kell érteni a többléptékű fonon hővezetést, a vivővezetési mechanizmust, a fononelektron-csatolási mechanizmust, a komplex elektron- és fonontranszport mechanizmust a határfelületen stb., hogy elméleti alapot adjunk a Thermal interfész anyag tervezése.
