Une équipe de recherche dirigée par le Pr.Huang XingyietDr Shi KunmingdepuisUniversité Jiao Tong de Shanghaia développé unruban multicouche thermoconducteur et électriquement isolant (MTCEIT). Cette innovation permet une réduction de la température du processeur jusqu'à9 degrés, offrant une nouvelle solution pour la dissipation thermique dans les appareils électroniques compacts.
Les sandwichs de structure MTCEITpapier graphène(noyau à haute conductivité thermique) entreCouches adhésives PBCOEA remplies de BNNS-, combiné à unsupport composite en caoutchouc de silicone (SR)rempli denitrure de bore hexagonal (h-BN)flocons. Avec une épaisseur d'environ300 μm, la bande atteint unconductivité thermique dans le plan-de 121,22 W/m·K, a résistivité volumique de 5,07×10¹¹ Ω·cm, et unRésistance à la rupture caractéristique de Weibull de 36,9 kV/mm.
Lors de tests-en situation réelle, MTCEIT a réduit leTempérature du processeur des ordinateurs portables fins de 9 degréset stabiliséFluctuation de la fréquence d'images vidéo inférieure ou égale à 0,1 ipsdans les smartphones ultra-fins sans refroidissement actif.
L'étude, intitulée"Rubans multicouches thermoconducteurs à base de papier graphène- avec une isolation électrique exceptionnelle pour une dissipation élevée du flux thermique",a été publié dansMatériaux fonctionnels avancés (AFM).
Figure 1. Conception du MTCEIT.
(a) Illustration schématique d'un système de dissipation thermique dans des appareils électroniques compacts intégrant le MTCEIT.
(b) Distribution de la température de surface de bandes avec différentes structures dans des conditions d'état stationnaire -dans des simulations par éléments finis.
(c – e) Température d'équilibre maximale de la source de chaleur dans les simulations par éléments finis en fonction de (c) le rapport d'épaisseur de chaque couche, (d) la conductivité thermique dans le -plan (κ//) et à travers -plan (κ⊥) des couches adhésives, et (e) la résistance thermique interfaciale entre la couche adhésive et la couche ultra-haute-κ// ainsi qu'entre la couche adhésive et la couche de support. .
Figure 2. Structure et propriétés mécaniques du MTCEIT.
(a) Images optiques du MTCEIT et du papier graphène commercial.
(b) Images SEM à contact en coupe transversale et (c) compactes intercouches du MTCEIT.
(d) Spectre EDS et (e) Modèle XRD du MTCEIT.
(f) états de pliage et (g) de mise en forme du MTCEIT.
(h) Courbe contrainte-déformation de traction du MTCEIT.
Figure 3. Conductivité thermique et isolation électrique des MTCEIT.
Figure 4. Dissipation thermique d'un ordinateur portable mince.
(a) Image optique de la carte mère de l'ordinateur portable. La taille du MTCEIT est de 130 mm × 60 mm.
(b) Illustration schématique du système simplifié de dissipation thermique du processeur.
(c) Images thermiques infrarouges de l’ordinateur portable.
(d) Variation de température et (e) Température du processeur à 1 200 s. L'encadré en (d) montre l'image optique de l'ordinateur portable testé.
Tous les tests ont été effectués dans des conditions normales de fonctionnement. La température a été mesurée par le-capteur CPU intégré et surveillée à l'aide du logiciel AIDA64 Extreme.
Figure 5. Dissipation thermique d'un smartphone ultra-fin sans refroidissement actif.
