Ταξινόμηση υλικών-υλικά «υπερυψηλής θερμικής αγωγιμότητας».

Υλικά «υπερυψηλής θερμικής αγωγιμότητας» που αναγκάζονται να βγουν κατά 5G

Ο σταθμός βάσης 5G έχει πράγματι βελτιωθεί πολύ σε σύγκριση με το 4G όσον αφορά την ισχύ μετάδοσης, το εύρος ζώνης, τον αριθμό των συνδέσεων χρήστη κ.λπ. Ωστόσο, αν κοιτάξετε τη δοκιμή σύγκρισης κατανάλωσης ισχύος του σταθμού βάσης του εξοπλισμού 4G/5G, θα διαπιστώσετε ότι Η κατανάλωση ρεύματος ενός σταθμού του σταθμού βάσης 5G είναι περίπου 2.5~3.8 φορές μεγαλύτερη από τον μεμονωμένο σταθμό 4G! Οι γνώστες του κλάδου ισχυρίζονται ότι η σημαντική αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας AAU είναι ο κύριος λόγος για την αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας 5G. Η κινεζική ονομασία του AAU είναι "Active Antenna Unit", η οποία είναι κυρίως υπεύθυνη για τη μετατροπή των ψηφιακών σημάτων βασικής ζώνης σε αναλογικά σήματα και στη συνέχεια τη διαμόρφωση τους σε σήματα ραδιοσυχνοτήτων υψηλής συχνότητας, τα οποία στη συνέχεια ενισχύονται σε επαρκή ισχύ από έναν PA (ενισχυτής ισχύος ) και στη συνέχεια εκπέμπεται από την κεραία.

Επιπλέον, τα τρανζίστορ των κυκλωμάτων 5G γίνονται όλο και μικρότερα, γεγονός που θα οδηγήσει σε αυξημένο ρεύμα διαρροής και κατανάλωση ρεύματος διαρροής. Το ρεύμα διαρροής του τσιπ θα αλλάξει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Όταν η θερμοκρασία του τσιπ αυξάνεται, η κατανάλωση στατικής ισχύος θα αυξηθεί εκθετικά. Επομένως, η εισαγωγή προηγμένης τεχνολογίας απαγωγής θερμότητας για να διασφαλιστεί ότι ο σταθμός βάσης λειτουργεί εντός εύλογου εύρους θερμοκρασίας μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας του σταθμού βάσης.

Αυτό σημαίνει ότι ο εξοπλισμός 5G θα παράγει τρεις φορές τη θερμότητα από το 4G, αλλά ο εσωτερικός χώρος θα μειωθεί στο 30% αυτού του εξοπλισμού 4G! Με άλλα λόγια, η πυκνότητα θερμότητας του εξοπλισμού 5G είναι σχεδόν 10 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του εξοπλισμού 4G!

Μια τέτοια τεράστια αύξηση στην πυκνότητα θερμότητας δείχνει πόσο σημαντική είναι η αντίφαση μεταξύ της ανάπτυξης της τεχνολογίας 5G και της απαγωγής θερμότητας. Δεν είναι περίεργο ότι η ζήτηση για φλάντζες εξαιρετικά υψηλής θερμικής αγωγιμότητας έχει εκραγεί!

Κρίνοντας από την τρέχουσα κατάσταση της βιομηχανίας, οι πιο αξιόπιστοι υποψήφιοι ως θερμικά αγώγιμα πληρωτικά περιλαμβάνουν τα ακόλουθα υλικά:

Η θερμική αγωγιμότητα πρέπει να είναι πολύ υψηλότερη από αυτή της αλουμίνας και οι μόνοι δύο παίκτες που έχουν καλές μονωτικές ιδιότητες είναι το νιτρίδιο αλουμινίου AlN και το νιτρίδιο του βορίου BN.

Η επιφάνεια του νιτριδίου αλουμινίου AlN είναι εξαιρετικά ενεργή. Μετά την απορρόφηση της υγρασίας, υδρολύεται εύκολα για να παραχθεί Al(OH)3, το οποίο διακόπτει τη διαδρομή των φωνονίων και επηρεάζει σοβαρά την αγωγιμότητα της θερμότητας.

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

Μελέτες έχουν δείξει ότι η αντίδραση υδρόλυσης του AlN μπορεί να συμβεί ακόμη και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και είναι ένας παράγοντας υδρόλυσης παντός καιρού.

Μικρογραφία TEM υδρόλυσης νιτριδίου αλουμινίου 40 nm. Ωστόσο, ως υλικό ηλεκτρονικής ποιότητας, πρέπει να περάσει τη δοκιμή διπλής υψηλής θερμοκρασίας και υγρασίας 85 για να είναι κατάλληλος. Επομένως, η επιφάνεια του πληρωτικού AlN υποβάλλεται σε επεξεργασία για να σχηματίσει ένα πυκνό στρώμα οξειδίου νανοκλίμακας, έτσι ώστε να ισοδυναμεί με το τύλιγμα κάθε σωματιδίου AlN με ένα αδιάβροχο. Θεωρητικά, το πρόβλημα της απορρόφησης υγρασίας και της υδρόλυσης λύνεται εύκολα.

Το νιτρίδιο του βορίου BN έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα και πολύ καλές μονωτικές ιδιότητες, γι' αυτό και έχει το παρατσούκλι "λευκό γραφένιο". Εάν προστεθεί μεγάλη ποσότητα στο υλικό βάσης από καουτσούκ σιλικόνης, η θερμική αγωγιμότητα μπορεί να βελτιωθεί από μόνη της κατά αρκετές τάξεις μεγέθους.

Ωστόσο, η επιφάνεια του BN στερείται ενεργών λειτουργικών ομάδων και οι χημικές του ιδιότητες είναι πολύ σταθερές, γεγονός που καθιστά δύσκολο για τα νανοσωματίδια BN να διαβρέχονται και να είναι συμβατά με πολυμερή υποστρώματα, έχει κακή διασπορά και είναι πολύ εύκολο να συσσωματωθεί. Αυτό θα επηρεάσει την αποτελεσματική δημιουργία μονοπατιών αγωγιμότητας φωνονίων.

Μελέτες έχουν δείξει ότι όταν η ποσότητα του BN που προστίθεται υπερβαίνει τα 180 μέρη, το ιξώδες αυξάνεται απότομα και οι μηχανικές ιδιότητες μειώνονται σημαντικά. Αν ανατρέξετε στο σχέδιο επιφανειακής επεξεργασίας για την αλουμίνα, θα διαπιστώσετε ότι η επεξεργασία τροποποίησης BN δεν διαθέτει μια πράσινη, απλή και αποτελεσματική μέθοδο.

Ωστόσο, τα περισσότερα από τα τρέχοντα προσανατολισμένα στην αγορά θερμικά αγώγιμα προϊόντα συγκεντρώνονται σε συστήματα πλήρωσης αλουμίνας Al2O3 και εξακολουθούν να υπάρχουν πολύ λίγα θερμικά αγώγιμα προϊόντα φλάντζας που χρησιμοποιούν νιτρίδια μετάλλων.

-------------------------------------------------- -----------------------Ανατυπώθηκε από τον Zhihu-Bondme(Γνωρίστε σχεδόν-胶我选 Bondme).