本產品是國內首創自主研發的高質量二維氮化硼納米片,成功制備了大面積、厚度可控的二維氮化硼散熱膜,具有透電磁波、高導熱、高柔性、低介電系數、低介電損耗等多種優異特性,解決了當前我國電子封裝及熱管理領域面臨的“卡脖子”問題,擁有國際先進的熱管理TIM解決方案及相關材料生產技術,是國內低維材料技術領域頂尖的創新型高科技產品。
什么是5G?
一
定義
“5G”一詞通常用于指代第5代移動網絡。5G是繼之前的標準(1G、2G、3G、4G 網絡)之后的最新全球無線標準,并為數據密集型應用提供更高的帶寬。除其他好處外,5G有助于建立一個新的、更強大的網絡,該網絡能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯網”的設備爆炸式增長的連接——該網絡不僅可以連接人們通常使用的端點,還可以連接一系列新設備,包括各種家用物品和機器。
公認的5G優勢是:
?具有更高可用性和容量的更可靠的網絡
?更高的峰值數據速度(多Gbps)
?超低延遲
與前幾代網絡不同,5G網絡利用在26GHz 至40GHz范圍內運行的高頻波長(通常稱為毫米波)。由于干擾建筑物、樹木甚至雨等物體,在這些高頻下會遇到傳輸損耗,因此需要更高功率和更高效的電源。
5G部署最初可能會以增強型移動寬帶應用為中心,滿足以人為中心的多媒體內容、服務和數據接入需求。增強型移動寬帶用例將包括全新的應用領域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗,超越現有移動寬帶應用所支持的水平。
二
毫米波是關鍵技術
毫米波通信是未來無線移動通信重要發展方向之一,目前已經在大規模天線技術、低比特量化ADC、低復雜度信道估計技術、功放非線性失真等關鍵技術上有了明顯研究進展。但是隨著新一代無線通信對無線寬帶通信網絡提出新的長距離、高移動、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應用場景的需求,針對毫米波無線通信的理論研究與系統設計面臨重大挑戰,開展面向長距離、高移動毫米波無線寬帶系統的基礎理論和關鍵技術研究,已經成為新一代寬帶移動通信最具潛力的研究方向之一。
毫米波的優勢:毫米波由于其頻率高、波長短,具有如下特點:
頻譜寬,配合各種多址復用技術的使用可以極大提升信道容量,適用于高速多媒體傳輸業務;可靠性高,較高的頻率使其受干擾很少,能較好抵抗雨水天氣的影響,提供穩定的傳輸信道;方向性好,毫米波受空氣中各種懸浮顆粒物的吸收較大,使得傳輸波束較窄,增大了竊聽難度,適合短距離點對點通信;波長極短,所需的天線尺寸很小,易于在較小的空間內集成大規模天線陣。
毫米波的缺點:毫米波也有一個主要缺點,那就是不容易穿過建筑物或者障礙物,并且可以被葉子和雨水吸收,對材料非常敏感。這也是為什么5G網絡將會采用小基站的方式來加強傳統的蜂窩塔。
什么是TIM熱管理?
定義
熱管理?顧名思義,就是對“熱“進行管理,英文是:Thermal Management。熱管理系統廣泛應用于國民經濟以及國防等各個領域,控制著系統中熱的分散、存儲與轉換。先進的熱管理材料構成了熱管理系統的物質基礎,而熱傳導率則是所有熱管理材料的核心技術指標。
導熱率,又稱導熱系數,反映物質的熱傳導能力,按傅立葉定律,其定義為單位溫度梯度(在1m長度內溫度降低1K)在單位時間內經單位導熱面所傳遞的熱量。熱導率大,表示物體是優良的熱導體;而熱導率小的是熱的不良導體或為熱絕緣體。
5G手機以及硬件終端產品的小型化、集成化和多功能化,毫米波穿透力差,電子設備和許多其他高功率系統的性能和可靠性受到散熱問題的嚴重威脅。要解決這個問題,散熱材料必須在導熱性、厚度、靈活性和堅固性方面獲得更好的性能,以匹配散熱系統的復雜性和高度集成性。
全球智能手機、平板電腦行業步入 5G 時代,隨著智能手機對輕薄化、小型化設計的追求,手機內部集成電路芯片和電子元器件體積不斷縮小,其功率密度卻快速增加;手機CPU頻率正迅速提升,同時封裝密度也越來越高、機身越來越薄,其功率密度卻快速增加,但由于手機硬件配置的逐步提高、CPU多核高性能的升級,以及通信速率的提升,散熱問題已經成為電子設備亟需解決的問題,進而驅動對高散熱性能材料的需求。 一旦散熱問題處理得不好,就會造成智能手機卡頓、運行程序慢、燒壞主板甚至造成爆炸的危險,所以散熱將成為整個智能手機行業面臨的主要問題之一。 散熱原理包括熱傳導、熱對流和熱輻射,其中熱傳導、熱對流為主。熱傳導是直接接觸帶走熱量,如電腦CPU散熱片底座與CPU直接接觸帶走熱量;常用電風扇原理是熱對流,散熱風扇帶動氣體流動進行散熱;熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量。其中熱傳導和熱對流是散熱系統主要方式,熱傳導主要與散熱器材料的導熱系數和熱容有關,熱對流則主要與散熱器的散熱面積有關。 根據熱傳導和熱對流方式不同,散熱分為主動散熱與被動散熱兩種方式。通常我們所說的被動散熱,就是cpu只采用的是散熱片,其氣流通常由側面安裝的風扇完成推動工作;主動式散熱是我們常見的方式,就是在散熱片上面還加裝了一個風機。目前臺式電腦和筆記本電腦采用主動與被動結合的方式散熱,手機終端、平板電腦等輕薄型消費電子受內部空間結構限制,多采用被動散熱方案。材料種類及其特點在智能手機上主要的發熱源包括這五個方面:主要芯片工作、LCD 驅動、電池釋放及充電、 CCM 驅動芯片、PCB 結構設計導熱散熱量不均勻。5G毫米波通訊產品電子元器件散熱設計の探討
1.元器件布局減小熱阻的措施:
(1)元器件安裝在最佳自然散熱的位置上;
(2)元器件熱流通道要短、橫截面要大和通道中無絕熱或隔熱物;
(3)發熱元件分散安裝;
2.元器件排放減少熱影響:
(1)有通風口的機箱內部,電路安裝應服從空氣流動方向:進風口→放大電路→邏輯電路→敏感電路→集成電路→小功率電阻電路→有發熱元件電路→出風口,構成良好散熱通道;
(2)發熱元器件要在機箱上方,熱敏感元器件在機箱下方,利用機箱金屬殼體作散熱裝置。
3.合理布局準則:
(1)將發熱量大的元件安裝在條件好的地方,如靠近通風孔;
(2)將熱敏元件安裝在熱源下面。零件安裝方向橫向面與風向平行,利于熱對流。
(3)在自然對流中,熱流通道盡可能短,橫截面積應盡量大;
(4)冷卻氣流流速不大時,元件按叉排方式排列,提高氣流紊流程度、增加散熱效果;
(5)發熱元件不安裝在機殼上時,與機殼之間的距離應>35~40cm
4.冷卻內部部件的空氣進口須加過濾裝置,且不必拆開機殼即可更換或清洗。
5.設計上避免器件工作熱環境的穩定性,以減輕熱循環與沖擊而引起的溫度應力變化。溫度變化率不超過1℃/min,溫度變化范圍不超過20℃,此指標要求可根據產品不同由廠家自行調整。
6.元器件的冷卻劑及冷卻方法應與所選冷卻系統及元件相適應,不會因此產生化學反應或電解腐蝕。
7.冷卻系統的電功率一般為所需冷卻熱功率的3%一6%;
8.冷卻時,氣流中含有水分,溫差過大,會產生凝露或附著,防止水份及其它污染物等導致電氣短路、電氣間隙減小或發生腐蝕。
措施:
a)冷卻前后溫差不要過大;
b)溫差過大會產生凝露的部位,水分不會造成堵塞或積水,如果有積水,積水部位的材料不會發生腐蝕;
c)對裸露的導電金屬加熱縮套管或其他遮擋絕緣措施;
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