复合材料在电子行业中的应用动态

 

    电子消费品市场是一个不断变化的市场。智能手机、智能手表、平板电脑和笔记本电脑等产品发展迅速。原始设备制造商力争满足消费者的需求：更快的运行速度、更多的功能、更长的电池续航时间。

 

    对于此类产品的盖板、外壳和框架，原始设备制造商正在寻找外观好、设计自由度高、抗冲击性优、重量轻、刚度高、壁薄的材料。此外，还需要成本效益高、产量大的成型方法，以满足全球每年数千万件的需求。

 

    例如，位于荷兰的SABIC公司最近进行了一项关于使用两种热塑性复合材料来生产1毫米厚的笔记本电脑/平板电脑外壳的可行性研究。这项研究表明，混搭热塑性复合材料可能对充满挑战的电子消费品市场是一个可行的解决方案。

    德国科思创公司推出的Maezio品牌连续纤维增强热塑性塑料（CFRTP）复合材料也吸引了电子行业的兴趣。该产品系列包括用聚碳酸酯（PC）浸渍的碳纤维单向带和片材。据科思创称，连续纤维增强热塑性塑料可以根据性能、美观性和规模经济的要求进行调整，可用于多种行业的产品中。Maezio可以高产率、短周期地进行热成型，据说可以减少年产数百万个制件的成本。它也可用于其他生产技术，如叠塑、自动铺带（ATL）和自动铺纤（AFP）之中。Maezio的主要优点是它的可调性。单向带只有120微米厚，可以不同的角度层压成片材，以满足各种性能和机械标准。所制得的片材强度和刚性高，重量轻，具有自然、单向的表面纹理。此外，连续纤维增强热塑复合材料是可回收的。

 

    在盖板和外壳受到广泛关注的同时，复合材料在内部电子器件中也扮演着重要的角色。例如，韩国三星的Galaxy Note9手机采用了水碳冷却系统，据说可以让手机在大量使用时运行更平稳。根据三星的介绍，该冷却系统含有一热管或“散热器”，水的相位变化可以有效地散热。首先，充满水的多孔结构吸收热量，然后水变成蒸汽并通过管道运动。当蒸汽开始冷却并变回成水时，这个过程又开始了。Galaxy Note9拥有比其以前款型更大的热管，它得益于更优的碳纤维TIM（热界面材料），据说这种材料能以高3.5倍的效率将热量从处理器传送到散热器，从而提高了导热率，有助于防止过热。

 

    复合材料还越来越多地应用于视听设备中，例如日本帝人公司的Seerebo碳纤维增强热塑性塑料被用来制作松下公司的几款数码4K摄像机机身；荷兰Refitech公司最近推出了用于视听设备和类似用途的超紧凑复合材料伸缩管。

 

    玻璃纤维/环氧树脂层压板成为印刷电路板（PCB）的基本结构基材已有数十年之久。这些标志性的绿色薄“卡”支承着几乎所有数字技术核心的晶体管、电阻器和集成电路，并通过蚀刻或印刷在其表面的导电路径实行电路连接。

 

    根据美国Lucintel公司发布的2020年7月报告，由于疫情引起的全球经济衰退，PCB市场总体预计在2020年下降，但预计2021年会恢复，到2025年估计达到850亿美元，2020年至2025年的复合年增长率为3%~5%。Lucintel称，增长的推动因素是通信行业对PCB需求的增加、关联设备的增长和汽车电子产品的进步。

 

    玻璃纤维/环氧复合材料在电子器件市场的主导地位已受到挑战，因为许多趋势——特别是小型化、更好的热管理、更高的速度和性能要求以及3D打印——迫使PCB制造商重新审视他们的材料选择。