طبقه بندی مواد - مواد "رسانایی حرارتی فوق العاده بالا".

مواد «رسانایی حرارتی فوق‌العاده بالا» با فشار 5G

ایستگاه پایه 5G واقعاً در مقایسه با 4G از نظر قدرت انتقال، پهنای باند، تعداد اتصالات کاربر و غیره بسیار بهبود یافته است. با این حال، اگر به تست مقایسه مصرف برق ایستگاه پایه تجهیزات 4G/5G نگاه کنید، متوجه خواهید شد که مصرف برق تک ایستگاهی ایستگاه پایه 5G تقریباً 2.5 تا 3.8 برابر ایستگاه تک 4G است! خودی های صنعت ادعا می کنند که افزایش قابل توجه مصرف برق AAU دلیل اصلی افزایش مصرف برق 5G است. نام چینی AAU "واحد آنتن فعال" است که عمدتاً وظیفه تبدیل سیگنال های دیجیتال باند پایه به سیگنال های آنالوگ و سپس مدوله کردن آنها به سیگنال های فرکانس رادیویی با فرکانس بالا را بر عهده دارد که سپس توسط یک PA (تقویت کننده قدرت) به توان کافی تقویت می شود. ) و سپس توسط آنتن ساطع می شود.

علاوه بر این، ترانزیستورهای مدارهای 5G کوچکتر و کوچکتر می شوند که منجر به افزایش جریان نشتی و مصرف برق نشتی می شود. جریان نشتی تراشه با دما تغییر می کند. هنگامی که دمای تراشه افزایش می یابد، مصرف برق ساکن به طور تصاعدی افزایش می یابد. بنابراین، معرفی فناوری پیشرفته اتلاف حرارت برای اطمینان از عملکرد ایستگاه پایه در محدوده دمایی معقول می تواند مصرف برق ایستگاه پایه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

این بدان معناست که تجهیزات 5G سه برابر گرمای 4G تولید می کنند، اما فضای داخلی به 30 درصد از تجهیزات 4G کاهش می یابد! به عبارت دیگر، چگالی حرارتی تجهیزات 5G نزدیک به 10 برابر تجهیزات 4G است!

چنین افزایش عظیمی در چگالی گرما نشان می دهد که چقدر تضاد بین توسعه فناوری 5G و اتلاف گرما برجسته است. جای تعجب نیست که تقاضا برای واشرهای هدایت حرارتی فوق العاده بالا منفجر شده است!

با قضاوت از وضعیت فعلی صنعت، نامزدهای قابل اعتمادتر به عنوان پرکننده های رسانای حرارتی شامل مواد زیر است:

هدایت حرارتی باید بسیار بالاتر از آلومینا باشد و تنها دو بازیکنی که خواص عایق خوبی دارند نیترید آلومینیوم AlN و نیترید بور BN هستند.

سطح نیترید آلومینیوم AlN بسیار فعال است. پس از جذب رطوبت، به راحتی هیدرولیز می شود و Al(OH)3 تولید می کند که مسیر فونون را قطع می کند و به طور جدی بر هدایت گرما تأثیر می گذارد.

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

مطالعات نشان داده‌اند که واکنش هیدرولیز AlN می‌تواند حتی در دماهای پایین‌تر نیز اتفاق بیفتد و این یک بازیکن هیدرولیز در همه شرایط آب و هوایی است.

میکروگراف TEM هیدرولیز نیترید آلومینیوم 40 نانومتری. با این حال، به عنوان یک ماده درجه الکترونیکی، برای واجد شرایط بودن باید آزمون درجه حرارت و رطوبت بالا دو برابر 85 را پشت سر بگذارد. بنابراین، سطح پرکننده AlN برای تشکیل یک لایه اکسید متراکم در مقیاس نانو پردازش می‌شود، به طوری که معادل پیچیده شدن هر ذره AlN با یک پوشش بارانی است. در تئوری، مشکل جذب رطوبت و هیدرولیز به راحتی حل می شود.

نیترید بور BN دارای رسانایی حرارتی بالا و خواص عایق بسیار خوبی است، بنابراین به آن گرافن سفید لقب داده اند. اگر مقدار زیادی به مواد پایه لاستیک سیلیکونی اضافه شود، هدایت حرارتی را می توان به تنهایی با چندین مرتبه افزایش داد.

با این حال، سطح BN فاقد گروه‌های عامل فعال است و خواص شیمیایی آن بیش از حد پایدار است، که باعث می‌شود نانوذرات BN خیس شوند و با بسترهای پلیمری سازگار شوند، پراکندگی ضعیفی دارند و آگلومره شدن آن بسیار آسان است. این امر بر استقرار مؤثر مسیرهای هدایت فونون تأثیر می گذارد.

مطالعات نشان داده است که وقتی مقدار BN اضافه شده از 180 قسمت بیشتر شود، ویسکوزیته به شدت افزایش می یابد و خواص مکانیکی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اگر به طرح تصفیه سطح آلومینا مراجعه کنید، متوجه خواهید شد که عملیات اصلاح BN فاقد یک روش سبز، ساده و کارآمد است.

با این حال، بیشتر محصولات رسانای حرارتی بازار محور فعلی در سیستم‌های پرکننده آلومینا Al2O3 متمرکز شده‌اند، و هنوز محصولات بسیار کمی از واشر رسانای حرارتی با استفاده از نیتریدهای فلزی وجود دارد.

------------------------------------------------ ----------------------- تجدید چاپ شده از Zhihu-Bondme(تقریباً بدانید-胶我选 Bondme).