5G时(shi)代(dai)高(gao)(gao)频(pin)率的(de)引入、硬(ying)件零部(bu)件的(de)升(sheng)(sheng)级以及(ji)(ji)联网设(she)(she)(she)备(bei)及(ji)(ji)天(tian)线数量的(de)成倍增(zeng)长(zhang)(zhang),这对(dui)产(chan)业(ye)链上相关(guan)的(de)材料(liao)提出了新的(de)要求(qiu)和挑战:设(she)(she)(she)备(bei)与设(she)(she)(she)备(bei)之(zhi)间(jian)及(ji)(ji)设(she)(she)(she)备(bei)本身内部(bu)的(de)电(dian)(dian)磁(ci)干扰(rao)无处不(bu)在,电(dian)(dian)磁(ci)干扰(rao)和电(dian)(dian)磁(ci)辐射对(dui)电(dian)(dian)子(zi)设(she)(she)(she)备(bei)的(de)危(wei)害也日益严重;同时(shi)伴随着电(dian)(dian)子(zi)产(chan)品的(de)更(geng)新升(sheng)(sheng)级,设(she)(she)(she)备(bei)的(de)功(gong)耗不(bu)断增(zeng)大,发热量也随之(zhi)快速(su)上升(sheng)(sheng)。未(wei)来高(gao)(gao)频(pin)率高(gao)(gao)功(gong)率电(dian)(dian)子(zi)产(chan)品的(de)瓶颈是其产(chan)生的(de)电(dian)(dian)磁(ci)辐射和热,为了解决此问题,电(dian)(dian)子(zi)产(chan)品在设(she)(she)(she)计时(shi)将(jiang)会(hui)加(jia)入越来越多(duo)的(de)电(dian)(dian)磁(ci)屏蔽及(ji)(ji)导热器件。因此电(dian)(dian)磁(ci)屏蔽和散(san)热材料(liao)及(ji)(ji)器件的(de)作(zuo)用(yong)将(jiang)愈发重要,未(wei)来需求(qiu)也将(jiang)持(chi)续大幅增(zeng)长(zhang)(zhang)。
电磁屏蔽(bi)材料与导热(re)界(jie)面材料
1.电磁(ci)屏蔽材(cai)料(liao)
电(dian)子设(she)备(bei)在通(tong)电(dian)启动之(zhi)后,其内部(bu)的电(dian)流产(chan)生电(dian)磁(ci)波,这种(zhong)电(dian)磁(ci)波会对周边(bian)其他(ta)电(dian)子设(she)备(bei)的信号接收、发送进(jin)行干扰,在严(yan)重时甚至会中断(duan)其他(ta)电(dian)子设(she)备(bei)的工作。
电(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)屏(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)产品是利用电(dian)(dian)(dian)子屏(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)材料(liao)对电(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)波进行反(fan)射(she)和吸(xi)收(shou),通(tong)过(guo)阻(zu)断(duan)电(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)波的传播(bo)路径从(cong)而实现对电(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)波的隔(ge)离屏(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi),由于空气与屏(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)材料(liao)的交(jiao)界面上阻(zu)抗的不连续(xu),入(ru)射(she)波会被(bei)反(fan)射(she)回来,而进入(ru)屏(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)材料(liao)体(ti)的部分电(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)波会被(bei)屏(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)材料(liao)进行衰减和吸(xi)收(shou)。
电磁屏蔽原理示意图(tu)
针对电子设备的(de)电磁(ci)屏(ping)蔽主要有2种(zhong)方式:一种(zhong)是电(dian)子设(she)备的结(jie)构本体,通常是由钢板(ban)(ban)、铝板(ban)(ban)、铜板(ban)(ban)或金属镀(du)层(ceng)、导(dao)电涂层(ceng)等制成;另一种是屏(ping)蔽衬垫(dian),是一(yi)种具有(you)导电性的电磁屏蔽产品,专(zhuan)门用于解决结构本(ben)体缝(feng)隙处的(de)电磁屏蔽(bi)问题(ti),通常是由金属、塑(su)料、硅胶(jiao)和布料等(deng)材(cai)料通过冲压(ya)、成(cheng)型和热处理等(deng)工(gong)艺方法加工(gong)而成(cheng)。
导电橡胶屏蔽衬垫(dian)
2.导热材料(liao)
导(dao)热(re)界(jie)面(mian)(mian)(mian)器(qi)件(jian)(jian)通常(chang)是用(yong)(yong)于(yu)填充发热(re)元件(jian)(jian)与散(san)热(re)元件(jian)(jian)之间的(de)空(kong)气(qi)间隙,利(li)用(yong)(yong)导(dao)热(re)界(jie)面(mian)(mian)(mian)器(qi)件(jian)(jian)的(de)特性提(ti)供导(dao)热(re)效率。通过对粗糙不平的(de)结合表面(mian)(mian)(mian)填充,用(yong)(yong)导(dao)热(re)系数远高(gao)于(yu)空(kong)气(qi)的(de)热(re)界(jie)面(mian)(mian)(mian)材料替代(dai)不传(chuan)热(re)的(de)空(kong)气(qi),使通过热(re)界(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)热(re)阻(zu)变小,提(ti)高(gao)半导(dao)体(ti)组件(jian)(jian)的(de)散(san)热(re)效率,行业(ye)又称“热(re)界(jie)面(mian)(mian)(mian)材料”。
导(dao)热垫片(pian)
电(dian)磁屏蔽(bi)和导热材料的(de)产品类型
1.电磁屏蔽材(cai)料(liao)
电(dian)磁屏(ping)蔽(bi)元器(qi)件(jian)的(de)技术水平和(he)发展路线主要由电(dian)子屏(ping)蔽(bi)材料(liao)的(de)发展所主导,电(dian)子屏(ping)蔽(bi)材料(liao)的(de)电导(dao)率、磁导(dao)率及材料厚度是屏蔽(bi)(bi)效能(neng)的(de)3个基本(ben)因素,电磁屏蔽(bi)(bi)材料的(de)需求未来将向(xiang)屏蔽(bi)(bi)效能(neng)更高(gao)、屏蔽(bi)(bi)频率更宽、综合性能(neng)更优良的(de)方向(xiang)发(fa)展。
(1)常用(yong)电磁屏(ping)蔽(bi)产品
目前应用(yong)比(bi)较广泛(fan)的(de)电磁(ci)屏(ping)蔽材料主要为导电塑料器件(jian)(jian)、导电硅胶器件(jian)(jian)、金属屏蔽器件(jian)(jian)、导电布衬(chen)垫器件(jian)(jian)、吸波(bo)器件(jian)(jian)等。
常用电磁屏蔽产品
其他一些新机理的屏蔽材料也在探索之(zhi)中(zhong),如发泡金属屏蔽材(cai)料(liao)、纳米屏蔽材(cai)料(liao)和本征导电(dian)高分子材(cai)料(liao),依靠本身良好的导电(dian)性达到电(dian)磁屏蔽的目(mu)的电(dian)磁屏蔽产品主(zhu)要用于通讯(xun)行业、消费电(dian)子(zi),另(ling)外还有汽车电(dian)子(zi)、医疗、军工和电(dian)力等领(ling)域。
发(fa)泡金属屏蔽材料
(2)新屏蔽技术
近来,出现了一种(zhong)新的屏蔽技术——共形屏蔽。
不同于(yu)传统的(de)采(cai)用金属屏(ping)蔽罩(zhao)的(de)手机EMI屏(ping)蔽方(fang)式,共形屏(ping)蔽技术是将屏蔽层和封装(zhuang)完(wan)全融(rong)合在一起,模组自身(shen)就带有屏蔽功能,芯(xin)片贴(tie)装在印制(zhi)电路板(PCB)上(shang)后,不再需要(yao)(yao)外加屏蔽罩,不占用额(e)外的设备空间,主要(yao)(yao)用于通信PA、WiFi/BT、等SiP模组封装上(shang),用来隔离封装内部电路与外部系统(tong)之间的干扰。
共形(xing)屏(ping)蔽技(ji)(ji)术可(ke)以解决器件内部以及周围环境之间的EMI干(gan)扰,对封装尺寸(cun)和质量轻重几乎没有影响,具(ju)有优(you)良的电磁屏(ping)蔽性能(neng),可(ke)以取代大尺寸(cun)的金属屏(ping)蔽罩,未来有望随(sui)着SiP技(ji)(ji)术以及设(she)备小型化(hua)需(xu)求而普及。
一体(ti)化共形(xing)屏(ping)蔽技(ji)术(shu)
(3)电磁屏蔽(bi)材料发展方向
未来(lai)电(dian)磁屏蔽材(cai)料(liao)发展方向为:金属类(lei)的会(hui)超薄化;填充类(lei)的如导(dao)电(dian)塑料(liao)件(jian)、硅(gui)胶(jiao)件(jian)会(hui)选(xuan)择更加高效(xiao)、生(sheng)产成本低的材(cai)料(liao);导(dao)电(dian)衬垫将采用(yong)(yong)更薄的原(yuan)料(liao)布和(he)性能更好得(de)泡棉;使用(yong)(yong)碳素(su)系导(dao)电(dian)粉的导(dao)电(dian)涂料(liao)等(deng)。
同时(shi),未来越(yue)来越(yue)多类型的(de)电(dian)子设(she)备(bei)将被纳(na)入到(dao)电(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼(jian)容(rong)(rong)管理的(de)标准(zhun)中来,电(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼(jian)容(rong)(rong)的(de)标准(zhun)也将愈发的(de)严格(ge),可(ke)以预见(jian)电(dian)磁(ci)(ci)(ci)器件工艺材料的(de)持续升(sheng)级趋(qu)势将是确定性方向下游消(xiao)费(fei)电(dian)子产(chan)品(pin)因为(wei)个性化的(de)设(she)计,电(dian)磁(ci)(ci)(ci)屏(ping)蔽(bi)产(chan)品(pin)多是针(zhen)对下游电(dian)子产(chan)品(pin)的(de)电(dian)子元件分(fen)布特点和电(dian)磁(ci)(ci)(ci)屏(ping)蔽(bi)需求(qiu),对电(dian)磁(ci)(ci)(ci)屏(ping)蔽(bi)材料进行的(de)二次(ci)设(she)计、开发。
2.导热材料
目(mu)前导(dao)(dao)热材(cai)(cai)料(liao)主要分(fen)为导(dao)(dao)热膏、片状导(dao)(dao)热间隙填充材(cai)(cai)料(liao)、液(ye)态导(dao)(dao)热间隙填充材(cai)(cai)料(liao)、相变化导(dao)(dao)热界(jie)面材(cai)(cai)料(liao)、导(dao)(dao)热凝胶和膜等(deng)。
常用导热(re)材料产(chan)品
其中,导热(re)石墨膜逐渐成为智能电子(zi)(zi)产(chan)品的(de)(de)优选方案,有(you)着(zhe)巨大的(de)(de)需求,但随着(zhe)技术的(de)(de)不断(duan)发展,电子(zi)(zi)产(chan)品对热(re)管理(li)方案有(you)着(zhe)更高的(de)(de)要(yao)求,因此对导热(re)石墨膜材(cai)料将提(ti)出更多新的(de)(de)要(yao)求,如厚(hou)度更薄、导热(re)性(xing)更好(hao),以及(ji)可加工为 3D结构(gou)产(chan)品,或与其他材(cai)料结合而形成复合多功能材(cai)料等。
扩展阅读:
导(dao)(dao)热(re)膏/导(dao)(dao)热(re)脂/导(dao)(dao)热(re)垫片/导(dao)(dao)热(re)凝胶/导(dao)(dao)热(re)胶带有(you)什么不一样?
这些“高导热石墨膜”大(da)不(bu)同
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