Klasifikacija materijala - materijali "ultra visoke toplinske vodljivosti".

Materijali "ultra visoke toplinske vodljivosti" potisnuti 5G

5G bazna stanica doista je uvelike poboljšana u usporedbi s 4G u pogledu snage prijenosa, propusnosti, broja korisničkih veza itd. Međutim, ako pogledate usporedni test potrošnje energije bazne stanice 4G/5G opreme, vidjet ćete da Potrošnja energije jedne stanice 5G bazne stanice je otprilike 2.5~3.8 puta veća od potrošnje energije jedne stanice 4G! Insajderi iz industrije tvrde da je značajno povećanje potrošnje AAU energije glavni razlog za povećanje potrošnje energije 5G. Kineski naziv AAU je "aktivna antenska jedinica", koja je uglavnom odgovorna za pretvaranje digitalnih signala osnovnog pojasa u analogne signale, a zatim njihovu modulaciju u visokofrekventne radiofrekventne signale, koji se zatim pojačavaju na dovoljnu snagu PA (pojačalo snage ), a zatim ga emitira antena.

Osim toga, tranzistori 5G sklopova postaju sve manji, što će dovesti do povećane struje curenja i potrošnje energije curenja. Struja curenja čipa mijenjat će se s temperaturom. Kada se temperatura čipa poveća, statička potrošnja energije će se eksponencijalno povećati. Stoga, uvođenje napredne tehnologije rasipanja topline kako bi se osiguralo da bazna stanica radi unutar razumnog temperaturnog raspona može značajno smanjiti potrošnju energije bazne stanice.

To znači da će 5G oprema generirati tri puta više topline nego 4G, ali će se unutarnji prostor smanjiti na 30% u odnosu na 4G opremu! Drugim riječima, gustoća topline 5G opreme je gotovo 10 puta veća od 4G opreme!

Takav ogroman porast gustoće topline pokazuje koliko je izražena kontradikcija između razvoja 5G tehnologije i rasipanja topline. Nije ni čudo da je potražnja za brtvama ultra-visoke toplinske vodljivosti eksplodirala!

Sudeći prema trenutnom stanju u industriji, pouzdaniji kandidati kao toplinski vodljivi punila uključuju sljedeće materijale:

Toplinska vodljivost mora biti mnogo veća od one aluminijevog oksida, a jedina dva igrača koja imaju dobra izolacijska svojstva su AlN aluminijev nitrid i BN bor nitrid.

Površina aluminijevog nitrida AlN izuzetno je aktivna. Nakon što upije vlagu, lako se hidrolizira i proizvodi Al(OH)3, koji prekida put fonona i ozbiljno utječe na provođenje topline.

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

Studije su pokazale da se reakcija hidrolize AlN može dogoditi čak i pri nižim temperaturama, a on je hidrolizni igrač u svim vremenskim uvjetima.

40nm TEM mikrograf hidrolize aluminijeva nitrida. Međutim, kao materijal elektroničke kvalitete, mora proći test dvostruke 85 visoke temperature i vlažnosti da bi bio kvalificiran. Stoga se površina punila AlN obrađuje kako bi se formirao sloj gustog oksida na nanomjernoj razini, tako da je to jednako omotavanju svake čestice AlN kabanicom. Teoretski, problem upijanja vlage i hidrolize lako se rješava.

BN bor nitrid ima visoku toplinsku vodljivost i vrlo dobra izolacijska svojstva, pa je dobio nadimak "bijeli grafen". Ako se osnovnom materijalu od silikonske gume doda velika količina, toplinska vodljivost može se sama poboljšati za nekoliko redova veličine.

Međutim, površini BN nedostaju aktivne funkcionalne skupine i njegova su kemijska svojstva previše stabilna, što otežava namočenje nanočestica BN i njihovu kompatibilnost s polimernim supstratima, ima lošu disperziju i vrlo se lako aglomerira. To će utjecati na učinkovito uspostavljanje putova vodljivosti fonona.

Studije su pokazale da kada količina dodanog BN premašuje 180 dijelova, viskoznost naglo raste, a mehanička svojstva značajno opadaju. Ako pogledate shemu površinske obrade aluminijevog oksida, vidjet ćete da BN modifikacijskom tretmanu nedostaje zelena, jednostavna i učinkovita metoda.

Međutim, većina trenutnih tržišno orijentiranih toplinski vodljivih proizvoda koncentrirana je u sustavima punila od aluminijevog oksida Al2O3, a još uvijek postoji vrlo malo toplinski vodljivih brtvenih proizvoda koji koriste metalne nitride.

-------------------------------------------------- ----------------------Prepisano iz Zhihu-Bondme(Znati gotovo-胶我选Bondme).