穿戴式裝置用散熱材料技術
 
作者: ziitek 來源: www.ziitek.com 日期: 2018-12-13 點擊數: 分享到:
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 近期穿戴式裝置可以說是今年市場上關注度最高的發展領域之一。伴隨這些穿戴式裝置不斷朝高功能化與輕薄化方向發展,其單位體積所散出的熱量愈來愈高,使散熱問題受到重視。

 除了散熱問題,因應電子產品輕薄化需求而發展出來的軟性電子,主要將電子元件建構在軟性基板上達到可撓曲之目的,可以滿足穿戴裝置貼近人體運作的應用需求,因此散熱材料要能符合電子元件應用需求,將成為散熱設計的一項重點。將介紹可用於穿戴式裝置的散熱材料,特別是近年來極為熱門的人工石墨片,具高熱傳導性、可撓性及 EMI 遮蔽效果。市場與需求根據 IEK 的報告指出,電子裝置的損壞原因(例如:潮濕、震動、灰塵等因素),以高溫導致電子功能喪失的比重最高,達 55%。全球散熱市場因不同需求的增加而不斷成長,推算全球導熱材料市場,從 2014年的 8億 5,006萬美元,至 2020年達到 13億 7,902萬美元。

 以 LED之市場應用為例,近年來發展十分迅速,其中散熱基板、封裝散熱、熱介面材料及熱燈具等相關的散熱材料,具有爆發性的成長。此外,通訊雲端計算能源等新興產業的散熱需求相繼崛起,因此未來穿戴式裝置對於散熱需求勢必與日俱增。 散熱材料發展趨勢過去由於傳統電子裝置或行動智慧裝置的功能規格並不高,基本上使用鋁箔或銅箔即可解決散熱的問題。鋁材之優勢在於密度低且成本低,但其導熱係數較低;銅材之優勢在於較高的導熱係數,然而,其缺點在於密度過大,較不利於應用在可攜式產品之開發上。

 近年來行動裝置的功能越來越高效能,其微處理器速度越來越快,產品也越來越薄型化,再加上鋰電池、LED背光源及晶片產生的熱,也從鋁箔或銅箔到使用天然石墨片,還是無法有效解決散熱問題,而且在散熱面積小及厚度較薄的限制下,使用高導熱的散熱元件,才能提高產品效能。

 另一方面,隨著穿戴裝置時代的揭幕,軟性電子是因應穿戴裝置薄型化需求而發展的技術,主要將電子元件建構在軟性基板上達到可撓曲之目的,優點在於可使用捲對捲製程,可以大面積鍍塗及圖案化加工製程,提高生產速度與降低成本;而且可撓式的特性,讓裝置的設計能更貼近人體工學。因此,具有薄型化、高導熱性且有可撓曲性的散熱材料,勢必是穿戴裝置解決散熱問題的方案。

 高導熱人工石墨片可撓性人工石墨片具有優異的熱傳導性能,熱傳導率高達 1,600 W/m·K,相較於傳統的導熱材料,為鋁箔的 8倍、銅箔的 4倍及天然石墨片的 3倍;且該材料密度約 1.9 g/cm3,重量上比鋁輕 25%,比銅輕 75%,此外,具柔軟性,可以被彎折。由此可見,具高熱傳導性及可撓性的人造石墨片極適合應用在穿戴式裝置上。

 



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