PCB technologijų naujovės, kaip pagrindinė elektroninių prietaisų sudedamoji dalis, tapo raktu į pramonės pažangą. Pastaraisiais metais grafenas pamažu pateko į žmonių regėjimo lauką ir parodė didelį potencialą grandinių plokščių srityje, suteikdamas naujas transformacijos galimybes elektronikos pramonei.
1, Įvadas į grafeną
Grafenas yra dvimatė anglies nanomedžiaga, sudaryta iš anglies atomų sp ² hibridizuotose orbitalėse, sudarančiose šešiakampę korio gardelę. Jis turi daug puikių savybių.
Žvelgiant iš mechaninių savybių, grafenas pasižymi stulbinančiu stiprumu, šimtus kartų didesniu nei plieno, tačiau pasižymi itin plonomis ir lengvomis savybėmis, jo storis yra tik vienas atominis sluoksnis. Šis puikus didelio stiprumo ir plonų bei lengvų charakteristikų derinys suteikia galimybę gaminti tvirtesnius ir plonesnius elektroninius prietaisus.
Kalbant apie elektrines charakteristikas, grafenas pasižymi itin{0}}dideliu elektronų judumu, o elektronai jame juda labai greitai, o tai reiškia, kad signalo perdavimas gali būti greitesnis, o tai labai pagerina elektroninių prietaisų veikimo greitį. Tuo pačiu metu jis taip pat turi puikų laidumą ir ypač mažą varžą, o tai gali veiksmingai sumažinti elektros energijos praradimą perdavimo metu.
Kalbant apie šilumines savybes, grafeno šilumos laidumas yra ypač aukštas – apie 5000 W/m · K, daug didesnis nei tradicinių PCB substratų FR-4 (ir vario). Tai suteikia jai natūralų šilumos išsklaidymo pranašumą, nes gali greitai išsklaidyti elektroninių prietaisų veikimo metu susidariusią šilumą, efektyviai išspręsdamas našumo pablogėjimo ar net žalos, atsiradusios dėl elektroninių prietaisų perkaitimo, problemą.
2, unikalūs grafeno plokščių pranašumai
Itin didelis signalo perdavimo greitis: Dėl puikių elektrinių grafeno savybių grafeno pagrindu pagamintos plokštės gali pasiekti didesnį signalo perdavimo greitį. Šiuolaikinėje didelės duomenų apdorojimo spartos poreikio eroje, nesvarbu, ar tai būtų didelio našumo kompiuteriai, išmanieji telefonai ar 5G ryšio įrenginiai, greitesnis signalo perdavimo greitis reiškia sklandesnę darbo patirtį, didesnį darbo efektyvumą ir galingesnį funkcijų įgyvendinimą. Pavyzdžiui, 5G bazinėse stotyse naudojant grafenines plokštes galima žymiai pagerinti duomenų perdavimo ir priėmimo greitį, sumažinti tinklo delsą, užtikrinti efektyvų ir stabilų 5G tinklų darbą.
Puikus šilumos išsklaidymo efektyvumas: Nuolat tobulinant elektroninių prietaisų integravimą ir smarkiai didėjant galios tankiui, šilumos išsklaidymas tapo pagrindine kliūtimi, ribojančia elektroninių gaminių veikimą ir patikimumą. Itin didelis grafeno šilumos laidumas leidžia jam greitai išsklaidyti šilumą. Įvedant grafeno nanoskopus į matricines medžiagas, tokias kaip epoksidinė derva, galima suformuoti efektyvų šilumos laidumo tinklą, kuris žymiai pagerina PCB plokščių šilumos išsklaidymo galimybes. Tokiose taikymo srityse kaip aukšto -dažnio ir spartaus{5}}ryšis, automobilių elektronika ir galios konvertavimas, puikios grafeno grandinių plokščių šilumos išsklaidymo savybės gali veiksmingai išvengti našumo pablogėjimo, gedimų ir net perkaitimo sukeltos žalos, o tai žymiai pagerina įrangos stabilumą ir tarnavimo laiką.
Lengvas ir didelis stiprumas: dėl lengvo grafeno savybių plokštės gali būti plonesnės ir lengvesnės, išlaikant aukštą našumą. Tokiems produktams kaip nešiojami įrenginiai ir išmanieji telefonai, kuriems reikalingas didelis nešiojamumas, šis pranašumas yra ypač svarbus. Plonesnės ir plonesnės plokštės gali ne tik sumažinti bendrą įrenginio svorį, bet ir suteikti daugiau galimybių gaminio išvaizdos dizainui bei vidinės erdvės išdėstymui. Tuo tarpu didelės-stiprumo charakteristikos užtikrina grandinės plokštės patikimumą kasdienėje ir įvairiose sudėtingose aplinkose, todėl ją mažiau pažeisti.
Geras lankstumas: grafenas turi tam tikrą lankstumą, o tai atveria naują kelią lanksčių elektroninių gaminių kūrimui. Pastaraisiais metais daug dėmesio sulaukė lankstūs elektroniniai prietaisai, tokie kaip sulankstomi išmanieji telefonai, elektroninė tekstilė ir nešiojami sveikatos stebėjimo prietaisai. Grafeninės plokštės gali puikiai prisitaikyti prie šių įrenginių lenkimo ir lankstymo poreikių, suteikdamos unikalias formas ir naudotojo patirtį, tuo pačiu užtikrindamos normalų grandinės veikimą. Pavyzdžiui, sulankstomo išmaniojo telefono ekranas turi išlaikyti stabilias grandinių jungtis lankstymo proceso metu, o grafeno plokštės dėl savo lankstumo gali lengvai susidoroti su šia užduotimi.
3, grafeno plokščių taikymo sritys
Tikimasi, kad plataus vartojimo elektronikos srityje grafeno grandinių plokščių taikymas žymiai pagerins buitinės elektronikos gaminių, tokių kaip išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai ir nešiojamieji kompiuteriai, našumą. Didesnis veikimo greitis, geresnis šilumos išsklaidymas ir plonesnis korpuso dizainas suteiks vartotojams visiškai naują vartotojo patirtį. Pavyzdžiui, išmaniuosius telefonus, pritaikius grafeno plokštes, telefono procesorius gali veikti žemesnėje temperatūroje ir taip pasiekti didesnį našumą. Žaidimo vėlavimo reiškinys bus labai patobulintas, o telefono baterijos veikimo laikas taip pat gali pailgėti sumažinus šilumos išsklaidymo energijos sąnaudas.
Ryšio srityje sparti 5G ryšio plėtra iškėlė itin aukštus ryšio įrangos veikimo reikalavimus. Grafeno plokščių taikymas 5G bazinėse stotyse, ryšių palydovuose ir kitoje įrangoje gali efektyviai pagerinti signalo apdorojimo greitį ir perdavimo efektyvumą, sumažinti signalo vėlavimą ir energijos sąnaudas. Be to, grafeno plokštės taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį būsimuose 6G ryšio tyrimuose, sudarydamos pagrindą greitesniems ir stabilesniems ryšio ryšiams.
Automobilių elektronikos srityje: tobulėjant pažangioms ir elektra varomoms transporto priemonėms, automobilių elektroninės sistemos tampa vis sudėtingesnės, o plokštėms keliami našumo reikalavimai taip pat didėja. Dėl puikios grafeno plokštės šilumos išsklaidymo ir didelio patikimumo ji labai tinka naudoti pagrindinėse automobilių dalyse, tokiose kaip variklio valdymo sistema, automatinės pavaros sistema, akumuliatoriaus valdymo sistema ir kt. Elektrinėse transporto priemonėse akumuliatoriaus valdymo sistemoms reikia tiksliai stebėti ir kontroliuoti akumuliatoriaus būseną. Grafeninės plokštės gali greitai apdoroti didelius duomenų kiekius, kad būtų užtikrintas saugus ir stabilus baterijos veikimas bei prailgintas jo naudojimo laikas.
Aviacijos ir kosmoso sritis: Aviacijos ir kosmoso įrangai keliami itin griežti elektroninių prietaisų svorio, našumo ir patikimumo reikalavimai. Dėl lengvų, didelio-stiprumo ir didelio{2}}našumo grafeno plokščių charakteristikos yra idealus pasirinkimas aviacijos ir kosmoso pramonei. Pavyzdžiui, naudojant grafeno plokštes palydovuose, galima sumažinti palydovo svorį, sumažinti paleidimo sąnaudas ir pagerinti palydovinės elektroninės įrangos našumą bei patikimumą, užtikrinant ilgalaikį stabilų palydovo veikimą sudėtingose erdvėse.