Као основна компонента електронских уређаја, иновације у технологији штампаних плоча су постале кључ за покретање напретка индустрије. Последњих година графен је постепено ушао у видно поље људи и показао велики потенцијал у области штампаних плоча, доносећи нове могућности за трансформацију у електронској индустрији.
1, Увод у Графен
Графен је дводимензионални угљенични наноматеријал састављен од атома угљеника у сп² хибридизованим орбиталама, формирајући хексагоналну решетку саћа. Има много одличних својстава.
Из перспективе механичких својстава, графен има задивљујућу снагу, стотине пута већу од челика, али има изузетно танке и лагане карактеристике, са дебљином од само једног атомског слоја. Ова савршена комбинација високе чврстоће и танких и лаганих карактеристика пружа могућност производње робуснијих и тањих електронских уређаја.
Што се тиче електричних перформанси, графен има ултра-високу покретљивост електрона, а електрони се у њему крећу веома брзо, што значи да пренос сигнала може бити бржи, што значајно побољшава радну брзину електронских уређаја. Истовремено, такође има одличну проводљивост и изузетно низак отпор, што може ефикасно смањити губитак електричне енергије током преноса.
Што се тиче термичких својстава, графен има изузетно високу топлотну проводљивост од око 5000 В/м · К, далеко већу од традиционалних ПЦБ подлога ФР-4 (и бакра). Ово му даје природну предност у дисипацији топлоте, јер може брзо да расипа топлоту створену током рада електронских уређаја, ефикасно решавајући проблем деградације перформанси или чак оштећења изазваних прегревањем електронских уређаја.
2, Јединствене предности графенских плоча
Ултра велика брзина преноса сигнала: Због одличних електричних својстава графена, плоче на бази графена могу постићи веће брзине преноса сигнала. У данашњој ери велике потражње за брзином обраде података, било да се ради о рачунарима високих{1}}перформанси, паметним телефонима или 5Г комуникационим уређајима, већа брзина преноса сигнала значи лакше радно искуство, већу радну ефикасност и моћнију функционалну примену. На пример, у 5Г базним станицама, употреба графенских плоча може значајно побољшати брзину преноса и пријема података, смањити кашњење мреже и обезбедити ефикасан и стабилан рад 5Г мрежа.
Одличне перформансе одвођења топлоте: Уз континуирано побољшање интеграције електронских уређаја и нагло повећање густине снаге, расипање топлоте је постало кључно уско грло које ограничава перформансе и поузданост електронских производа. Ултра-висока топлотна проводљивост графена омогућава му да брзо одводи топлоту. Увођењем графенских нано листова у матричне материјале као што је епоксидна смола, може се формирати ефикасна мрежа за проводљивост топлоте, значајно побољшавајући способност планарне дисипације топлоте ПЦБ-а. У областима примене као што су комуникација високе{4}}и велике-брзине, аутомобилска електроника и конверзија енергије, одличне перформансе расипање топлоте графенских плоча могу ефикасно да избегну деградацију перформанси, падове, па чак и оштећења изазвана прегревањем, значајно побољшавајући стабилност и радни век опреме.
Лагана и висока чврстоћа: Лагана својства графена омогућавају штампаним плочама да постигну тање и лакше дизајне уз одржавање високих перформанси. За производе као што су носиви уређаји и паметни телефони који захтевају високу преносивост, ова предност је посебно важна. Тање и тање плоче могу не само да смање укупну тежину уређаја, већ и дају више могућности за дизајн изгледа и распоред унутрашњег простора производа. У међувремену, његове високе{3}}карактеристике чврстоће обезбеђују поузданост штампане плоче у свакодневној употреби и разним сложеним окружењима, чинећи је мање подложном оштећењу.
Добра флексибилност: Графен има одређени степен флексибилности, што отвара нови пут за развој флексибилних електронских производа. Флексибилни електронски уређаји као што су склопиви паметни телефони, електронски текстил и уређаји за праћење здравља који се могу носити су добили велику пажњу последњих година. Графенске плоче могу се добро прилагодити потребама савијања и савијања ових уређаја, пружајући јединствене облике и корисничко искуство, истовремено осигуравајући нормалан рад кола. На пример, екран склопивог паметног телефона треба да одржава стабилне везе кола током процеса преклапања, а графенске плоче са својом флексибилношћу могу лако да се носе са овим задатком.
3, Области примене графенских плоча
У области потрошачке електронике, очекује се да ће примена графенских плоча донети значајна побољшања перформанси у производима потрошачке електронике као што су паметни телефони, таблети и лаптопови. Већа радна брзина, боље одвођење топлоте и тањи дизајн кућишта донеће потрошачима потпуно ново корисничко искуство. Узимајући паметне телефоне као пример, након усвајања графенских плоча, процесор телефона може да ради на нижим температурама, чиме се постижу веће перформансе. Феномен кашњења у игри ће бити знатно побољшан, а век трајања батерије телефона се такође може побољшати смањењем потрошње енергије за расипање топлоте.
У области комуникација, брзи развој 5Г комуникације поставио је изузетно високе захтеве за перформансе комуникационе опреме. Примена графенских плоча у базним станицама 5Г, комуникационим сателитима и другој опреми може ефикасно побољшати брзину обраде сигнала и ефикасност преноса, смањити кашњење сигнала и потрошњу енергије. Поред тога, графенске плоче могу такође играти важну улогу у будућим 6Г комуникационим истраживањима, постављајући темеље за постизање бржих и стабилнијих комуникационих веза.
У области аутомобилске електронике: Са развојем интелигентних и електричних возила, аутомобилски електронски системи постају све сложенији, а повећавају се и захтеви за перформансе за штампане плоче. Одличне перформансе одвођења топлоте и висока поузданост плоче са графеном чине га веома погодним за примену у кључним деловима аутомобила као што су систем контроле мотора, систем аутоматског погона, систем управљања батеријом итд. У електричним возилима, системи за управљање батеријом захтевају прецизно праћење и контролу статуса батерије. Графенске плоче могу брзо да обрађују велике количине података како би осигурале безбедан и стабилан рад батерије и продужиле њен животни век.
Ваздухопловство: Ваздушна опрема има изузетно строге захтеве за тежину, перформансе и поузданост електронских уређаја. Лагане, високе{1}}карактеристике{1}}и високих{2}}перформанси графенских плоча чине их идеалним избором за ваздухопловну индустрију. На пример, коришћење графенских плоча у сателитима може смањити тежину сателита, смањити трошкове лансирања и побољшати перформансе и поузданост сателитске електронске опреме, обезбеђујући дугорочно-стабилан рад сателита у сложеним свемирским окружењима.