روند جدید مواد عایق گرما الکترونیک: شبکه مس با عملکرد بالا

با توسعه سریع ارتباطات 5G، هوش مصنوعی، وسایل نقلیه انرژی جدید و سایر فناوری‌ها، چگالی توان بالا و کوچک‌سازی تجهیزات الکترونیکی الزامات بالاتری را برای عملکرد اتلاف گرما مطرح می‌کند. مواد عایق حرارتی سنتی (مانند ورقه‌ای گرافیت و فیبر سرامیکی) نتوانسته‌اند نیازهای دوگانه هدایت حرارتی با راندمان بالا و محافظ الکترومغناطیسی را برآورده کنند، در حالی که مواد کامپوزیت مبتنی بر فلز، به‌ویژه مش مسی، به دلیل رسانایی حرارتی عالی و رسانایی حرارتی بسیار سبک، به انتخابی محبوب برای نسل جدیدی از مواد عایق حرارتی الکترونیکی تبدیل شده‌اند.

مزایای اصلی مش مسی

• رسانایی و عایق حرارت کارآمد

رسانایی حرارتی مس تا 401 W/(mk) است که می تواند به سرعت گرمای قطعات الکترونیکی را خارج کند. در عین حال، عایق حرارتی موضعی را می توان از طریق طراحی ساختار چند لایه برای جلوگیری از انباشت گرما تحقق بخشید.
سناریوهای کاربردی: سینک حرارتی تراشه، لایه عایق ماژول باتری، بستر روشنایی LED و غیره.

• عملکرد محافظ الکترومغناطیسی (EMI)

مش مسی می تواند امواج الکترومغناطیسی را منعکس و جذب کند و اثر محافظتی آن (SE) بیش از 60 دسی بل است که بسیار بیشتر از مواد پلاستیکی یا پوشش دهنده است.
سناریوهای کاربردی: ایستگاه پایه 5G، محافظ داخلی تلفن هوشمند، تجهیزات الکترونیکی هوافضا.

• طراحی سبک و انعطاف پذیر

مش مسی بسیار نازک (ضخامت 0.05 ~ 0.2 میلی متر) را می توان برای قرار دادن ساختارهای پیچیده و کاهش وزن تجهیزات خم کرد (به عنوان مثال، بسته باتری وسایل نقلیه جدید انرژی را می توان تا 30٪ کاهش داد).

• حفاظت از محیط زیست و مزیت هزینه

مش مسی را می توان بازیافت کرد که ارزان تر از فلز کمیاب (مانند نقره) و مناسب برای تولید انبوه است.

چشم انداز کاربرد بازار

• رشته الکترونیک مصرفی

تقاضا محور: گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها نازک‌تر و نازک‌تر می‌شوند، که نیاز به راندمان اتلاف حرارت بالاتری دارد. مورد: تراشه های سری M اپل از طرح اتلاف حرارت ترکیبی مش مسی و گرافیت استفاده می کنند.

• وسایل نقلیه انرژی نو و ذخیره انرژی

باتری برق: مش مسی برای جداسازی لایه حرارتی هسته باتری برای جلوگیری از خارج شدن حرارت از کنترل استفاده می‌شود (فناوری ثبت شده در شرکت فناوری معاصر آمپرکس، محدود).

• تجهیزات صنعتی و ارتباطی

ایستگاه پایه 5G AAU (واحد آنتن فعال) به حل همزمان مشکلات اتلاف گرما و تداخل الکترومغناطیسی نیاز دارد و مش مسی یک انتخاب ایده آل است.

• هوافضا و صنایع نظامی

ماهواره، رادار و سایر تجهیزات الزامات سختگیرانه ای برای سبک وزن و تداخل ضد الکترومغناطیسی دارند و روند جایگزینی فویل فلزی سنتی با مش مسی مشهود است.

روند توسعه فناوری

• طراحی ترکیبی

مش مسی با گرافن، آئروژل و مواد دیگر ترکیب می‌شود تا رسانایی حرارتی و استحکام مکانیکی را بیشتر افزایش دهد (مانند پتنت هواوی با عنوان «مش‌های مسی ابررسانا»).

• تکنولوژی ساخت دقیق

مش مسی میکرو دیافراگم با اچ کردن لیزر و فناوری رسوب الکتروشیمیایی برای برآورده کردن الزامات اجزای میکرو الکترونیکی محقق می شود.

• مدیریت حرارتی هوشمند

سیستم مش مسی خود تطبیق پذیر تعبیه شده با سنسور دما می تواند به صورت پویا مسیر اتلاف گرما (جهت کاربرد بسته باتری تسلا) را تنظیم کند.

چالش ها و اقدامات متقابل

• مشکل اکسیداسیون

آبکاری نیکل یا پوشش ضد اکسیداسیون (مانند SiO2) روی سطح می تواند عمر مفید را افزایش دهد.

• رقابت هزینه

فناوری تولید + بازیافت در مقیاس بزرگ برای کاهش قیمت واحد (شرکت‌های مش مس چین بیش از 60 درصد ظرفیت تولید جهانی را تشکیل می‌دهند).

• تهدید مادی جایگزین

تقویت رقابت غیر قابل تعویض و متمایز مش مس در EMI و انعطاف پذیری.

پشتیبانی از داده ها

اندازه بازار:اندازه بازار جهانی مش مسی عایق الکترونیکی حدود 1.2 میلیارد دلار آمریکا در سال 2023 است و پیش بینی می شود که به 1.2 میلیارد دلار در سال 2030، 1.2 میلیارد دلار در سال 2030 و 2.8 میلیارد دلار در سال 2030 (CAGR 10.2 درصد) برسد.
رشد منطقه ای:آسیا و اقیانوسیه بیش از 50 درصد را تشکیل می دهد (که تحت سلطه چین و کره جنوبی هستند) و اروپا و ایالات متحده روی برنامه های کاربردی پیشرفته تمرکز می کنند.

برچسب زدن

مش مسی در حال تغییر ساختار بازار مواد عایق حرارتی الکترونیکی است که به دلیل عملکرد سه گانه "رسانش گرما - عایق حرارتی - محافظ" است. با ارتقای فناوری و هوشمندی کامپوزیت، انتظار می‌رود تا پنج سال آینده به ماده استاندارد در زمینه مدیریت حرارتی تجهیزات الکترونیکی تبدیل شود. شرکت‌ها باید تحقیق و توسعه فناوری را سرعت بخشند، مشتریان اصلی خود را (مانند TSMC و BYD) پیوند دهند و از فرصت‌ها در بازار افزایشی استفاده کنند.