本產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)自主研發(fā)的高質(zhì)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(dǎo)熱、高柔性、低介電系數(shù)、低介電損耗等多種優(yōu)異特性,解決了當(dāng)前我國(guó)電子封裝及熱管理領(lǐng)域面臨的“卡脖子”問題,擁有國(guó)際先進(jìn)的熱管理TIM解決方案及相關(guān)材料生產(chǎn)技術(shù),是國(guó)內(nèi)低維材料技術(shù)領(lǐng)域頂尖的創(chuàng)新型高科技產(chǎn)品。
什么是5G?
一
定義
“5G”一詞通常用于指代第5代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。5G是繼之前的標(biāo)準(zhǔn)(1G、2G、3G、4G 網(wǎng)絡(luò))之后的最新全球無線標(biāo)準(zhǔn),并為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供更高的帶寬。除其他好處外,5G有助于建立一個(gè)新的、更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯(lián)網(wǎng)”的設(shè)備爆炸式增長(zhǎng)的連接——該網(wǎng)絡(luò)不僅可以連接人們通常使用的端點(diǎn),還可以連接一系列新設(shè)備,包括各種家用物品和機(jī)器。
公認(rèn)的5G優(yōu)勢(shì)是:
?具有更高可用性和容量的更可靠的網(wǎng)絡(luò)
?更高的峰值數(shù)據(jù)速度(多Gbps)
?超低延遲
與前幾代網(wǎng)絡(luò)不同,5G網(wǎng)絡(luò)利用在26GHz 至40GHz范圍內(nèi)運(yùn)行的高頻波長(zhǎng)(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(huì)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(huì)以增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶應(yīng)用為中心,滿足以人為中心的多媒體內(nèi)容、服務(wù)和數(shù)據(jù)接入需求。增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶用例將包括全新的應(yīng)用領(lǐng)域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗(yàn),超越現(xiàn)有移動(dòng)寬帶應(yīng)用所支持的水平。
二
毫米波是關(guān)鍵技術(shù)
毫米波通信是未來無線移動(dòng)通信重要發(fā)展方向之一,目前已經(jīng)在大規(guī)模天線技術(shù)、低比特量化ADC、低復(fù)雜度信道估計(jì)技術(shù)、功放非線性失真等關(guān)鍵技術(shù)上有了明顯研究進(jìn)展。但是隨著新一代無線通信對(duì)無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)提出新的長(zhǎng)距離、高移動(dòng)、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應(yīng)用場(chǎng)景的需求,針對(duì)毫米波無線通信的理論研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨重大挑戰(zhàn),開展面向長(zhǎng)距離、高移動(dòng)毫米波無線寬帶系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,已經(jīng)成為新一代寬帶移動(dòng)通信最具潛力的研究方向之一。
毫米波的優(yōu)勢(shì):毫米波由于其頻率高、波長(zhǎng)短,具有如下特點(diǎn):
頻譜寬,配合各種多址復(fù)用技術(shù)的使用可以極大提升信道容量,適用于高速多媒體傳輸業(yè)務(wù);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(wěn)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信;波長(zhǎng)極短,所需的天線尺寸很小,易于在較小的空間內(nèi)集成大規(guī)模天線陣。
毫米波的缺點(diǎn):毫米波也有一個(gè)主要缺點(diǎn),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(duì)材料非常敏感。這也是為什么5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)采用小基站的方式來加強(qiáng)傳統(tǒng)的蜂窩塔。
什么是TIM熱管理?
定義
熱管理?顧名思義,就是對(duì)“熱“進(jìn)行管理,英文是:Thermal Management。熱管理系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域,控制著系統(tǒng)中熱的分散、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換。先進(jìn)的熱管理材料構(gòu)成了熱管理系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),而熱傳導(dǎo)率則是所有熱管理材料的核心技術(shù)指標(biāo)。
導(dǎo)熱率,又稱導(dǎo)熱系數(shù),反映物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力,按傅立葉定律,其定義為單位溫度梯度(在1m長(zhǎng)度內(nèi)溫度降低1K)在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量。熱導(dǎo)率大,表示物體是優(yōu)良的熱導(dǎo)體;而熱導(dǎo)率小的是熱的不良導(dǎo)體或?yàn)闊峤^緣體。
5G手機(jī)以及硬件終端產(chǎn)品的小型化、集成化和多功能化,毫米波穿透力差,電子設(shè)備和許多其他高功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到散熱問題的嚴(yán)重威脅。要解決這個(gè)問題,散熱材料必須在導(dǎo)熱性、厚度、靈活性和堅(jiān)固性方面獲得更好的性能,以匹配散熱系統(tǒng)的復(fù)雜性和高度集成性。
一
5G時(shí)代高功率、高集成、高熱量趨勢(shì)明顯,熱管理成為智能手機(jī)“硬需求”
一代通信技術(shù),一代手機(jī)形態(tài),一代熱管理方案。通信技術(shù)的演進(jìn),會(huì)持續(xù)引發(fā)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的變革,并推動(dòng)手機(jī)芯片和元器件性能快速提升。但與此同時(shí),電子器件發(fā)熱量迅速增加,對(duì)手機(jī)可靠性和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從4G時(shí)代進(jìn)入5G時(shí)代,智能手機(jī)芯片性能、數(shù)據(jù)傳輸速率、射頻模組等都有著巨大提升,無線充電、NFC等功能逐漸成為標(biāo)配,手機(jī)散熱壓力持續(xù)增長(zhǎng)。5G手機(jī)散熱的主流方案,高導(dǎo)熱材料、并加速向超薄化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和低成本方向發(fā)展,技術(shù)迭代正在加速進(jìn)行。未來隨著5G終端產(chǎn)品進(jìn)一步放量,TIM市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力巨大。
2020年,5G技術(shù)邁向全面普及,消費(fèi)電子產(chǎn)品向高功率、高集成、輕薄化和智能化方向加速發(fā)展。由于集成度、功率密度和組裝密度等指標(biāo)持續(xù)上升,5G時(shí)代電子器件在性能不斷提升的同時(shí),工作功耗和發(fā)熱量急遽升高。據(jù)統(tǒng)計(jì),電子器件因熱集中引起的材料失效占總失效率的65-80%。為避免過熱帶來的器件失效,導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱凝膠、石墨導(dǎo)熱片、熱管和均熱板(VC)等技術(shù)相繼出現(xiàn)、持續(xù)演進(jìn),散熱管理已經(jīng)成為5G時(shí)代電子器件的“硬需求”。
根據(jù)EUCNC數(shù)據(jù),LTE智能手機(jī)功耗主要來源于功率放大器、應(yīng)用處理器、屏幕和背光、信號(hào)收發(fā)器和基帶處理器。隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品向高集成、輕薄化和智能化方向發(fā)展,芯片和元器件體積不斷縮小,功率密度卻在快速增加,智能手機(jī)的散熱需求成為亟需解決的問題:
(1)芯片性能更高,四核、八核成為主流;
(2)柔性顯示、全面屏逐漸普及,2K/4K屏占領(lǐng)高端市場(chǎng);
(3)內(nèi)置更多無線功能,例如NFC、GPS、藍(lán)牙和無線充電;
(4)機(jī)身越來越薄,封裝密度越來越高。表1 手機(jī)主要熱量來源
主要導(dǎo)熱材料
什么是吸波材料?
定義
所謂吸波材料,指能吸收或者大幅減弱其表面接收到的電磁波能量,從而減少電磁波的干擾的一類材料。在工程應(yīng)用上,除要求吸波材料在較寬頻帶內(nèi)對(duì)電磁波具有高的吸收率外,還要求它具有質(zhì)量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。
介紹
1.1 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電磁波輻射對(duì)環(huán)境的影響日益增大。在機(jī)場(chǎng)、機(jī)航班因電磁波干擾無法起飛而誤點(diǎn);在醫(yī)院、移動(dòng)電話常會(huì)干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此,治理電磁污染,尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料,已成為材料科學(xué)的一大課題。
1.2 電磁輻射通過熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)對(duì)人體造成直接和間接的傷害。研究證實(shí),鐵氧體吸波材料性能最佳,它具有吸收頻段高、吸收率高、匹配厚度薄等特點(diǎn)。將這種材料應(yīng)用于電子設(shè)備中可吸收泄露的電磁輻射,能達(dá)到消除電磁干擾的目的。根據(jù)電磁波在介質(zhì)中從低磁導(dǎo)向高磁導(dǎo)方向傳播的規(guī)律,利用高磁導(dǎo)率鐵氧體引導(dǎo)電磁波,通過共振,大量吸收電磁波的輻射能量,再通過耦合把電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能。
1.3 吸波材料在設(shè)計(jì)時(shí),要考慮兩個(gè)問題,1)、電磁波遭遇吸波材料表面時(shí),盡可能完全穿過表面,減少反射;2)、在電磁波進(jìn)入到吸波材料內(nèi)部時(shí),要使電磁波的能量盡量損耗掉;
5G手機(jī)材料:EMC軟磁吸波材料
軟磁性材料指的是當(dāng)磁化發(fā)生在Hc不大于1000A/m,這樣的材料稱為軟磁體。軟磁性材料的剩磁與矯頑磁力都很小,即磁滯回線很窄,它與基本磁化曲線幾乎重合。這種軟磁性材料適宜作電感線圈、變壓器、繼電器和電機(jī)的鐵芯。常用的軟磁性材料有硅鋼片,坡莫合金和鐵氧體等。
-
原理
不同的鐵磁材料磁滯現(xiàn)象的程度不同,磁滯回線水平方向越寬的材料,也就是磁滯回線面積越大的材料,其磁滯現(xiàn)象越嚴(yán)重。
磁滯回線面積寬闊,材料的剩磁和矯頑磁力都大,其磁滯損失嚴(yán)重,不宜于作交變磁場(chǎng)中工作的鐵心,而適合于作永久磁鐵,這種材料稱為硬磁性材料。
磁滯回線瘦窄,而面積較小,這種材料稱為軟磁性材料,它的磁滯損失較小,適于交變磁場(chǎng)工作。軟磁材料是電子工業(yè)中變壓器、電機(jī)等電磁設(shè)備所不可缺少的材料。
-
性能參數(shù)
飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs:其大小取決于材料的成分,它所對(duì)應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化矢量整齊排列。
剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br:是磁滯回線上的特征參數(shù),H回到0時(shí)的B值。
矩形比:Br∕Bs
矯頑力Hc:是表示材料磁化難易程度的量,取決于材料的成分及缺陷(雜質(zhì)、應(yīng)力等)。
磁導(dǎo)率μ:是磁滯回線上任何點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的B與H的比值,與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。
初始磁導(dǎo)率μi、最大磁導(dǎo)率μm、微分磁導(dǎo)率μd、振幅磁導(dǎo)率μa、有效磁導(dǎo)率μe、脈沖磁導(dǎo)率μp。
居里溫度Tc:鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降,達(dá)到某一溫度時(shí),自發(fā)磁化消失,轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判裕撆R界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
降低磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc;降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關(guān)系為:總功率耗散(mW)/表面積(cm2)。
-
軟磁材料
軟磁性材料指的是當(dāng)磁化發(fā)生在Hc不大于1000A/m,這樣的材料稱為軟磁體。軟磁性材料的剩磁與矯頑磁力都很小,即磁滯回線很窄,它與基本磁化曲線幾乎重合。這種軟磁性材料適宜作電感線圈、變壓器、繼電器和電機(jī)的鐵芯。常用的軟磁性材料有硅鋼片,坡莫合金和鐵氧體等。
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吸波材料按損耗機(jī)制分類
1、電阻型損耗,此類吸收機(jī)制和材料的導(dǎo)電率有關(guān)的電阻性損耗,即導(dǎo)電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場(chǎng)變化引起的電流以及磁場(chǎng)變化引起的渦流)越大,從而有利于電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能。
2、電介質(zhì)損耗,它是一類和電極有關(guān)的介質(zhì)損耗吸收機(jī)制,即通過介質(zhì)反復(fù)極化產(chǎn)生的“摩擦”作用將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉。電介質(zhì)極化過程包括:電子云位移極化,極性介質(zhì)電矩轉(zhuǎn)向極化,電鐵體電疇轉(zhuǎn)向極化以及壁位移等。
3、磁損耗,此類吸收機(jī)制是一類和鐵磁性介質(zhì)的動(dòng)態(tài)磁化過程有關(guān)的磁損耗,此類損耗可以細(xì)化為:磁滯損耗,旋磁渦流、阻尼損耗以及磁后效效應(yīng)等,其主要來源是和磁滯機(jī)制相似的磁疇轉(zhuǎn)向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等。此外,最新的納米材料微波損耗機(jī)制是如今吸波材料分析的一大熱點(diǎn)。
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EMI/RFI中電磁波的場(chǎng)概念
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軟磁類吸波材料定義及作用頻段劃分
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吸波材料作用機(jī)理之吸收損耗類別
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吸波材料先期設(shè)計(jì)仿真
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典型應(yīng)用:A區(qū)吸波材料(近場(chǎng)應(yīng)用之能量轉(zhuǎn)換)
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典型應(yīng)用:B取吸波材料(輻射近場(chǎng)EMI/RFI)
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典型應(yīng)用:B區(qū)吸波材料(輻射近場(chǎng)EMI/RFI)
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典型應(yīng)用:C區(qū)吸波材料(輻射遠(yuǎn)場(chǎng)mmWAVE應(yīng)用)
適用于5G毫米波應(yīng)用の導(dǎo)熱吸波新材料---TAM
一
概述
MS-TA30系列吸波材料是以高分子硅膠為基材,添加陶瓷粉、軟磁顆粒以及像一個(gè)的助劑制成的復(fù)合材料。在較低壓力下可實(shí)現(xiàn)低界面熱阻性能和代償吸波性能,能夠填充縫隙、完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞和電磁噪音吸收,減少電磁波干擾,凈化電磁環(huán)境;同時(shí)也具有絕緣、減震、密封等作用,滿足小型化及超薄化的設(shè)計(jì)要求。
二
特點(diǎn)
三
產(chǎn)品效能
四
終端應(yīng)用市場(chǎng)
五
產(chǎn)品系列
六
產(chǎn)品性能參數(shù)
七
性能曲線圖
-
毫米波
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5G
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