Högpresterande bygsättingsteknologi för 5G och framtida mobilkommunikation

Syfte och mål

Syftet är att utveckla och undersöka en ny typ av koppar-grafenkomposit med hög termisk ledningsförmåga. Vår ambition är att ta fram grafen-kopparkompositskiktade strukturer mellan 800 till 1000 W / mK vilket leder till en utvidgad kapacitet för kylning av elektronikprodukter. Forskningen visar att vi kan uppnå en värmeledningsförmåga på 495 W/mK för grafenförstärkt kopparkomposit samt 672 W/mK för grafen/kopparlaminat vilket visar att det är ett intressant kandidat som värmespridare som ersättare för koppar i mönsterkortssubstrat för elektroniksystem.

Resultat och förväntade effekter

Efter förstudien erhöll vi en grafen/kopparkomposit med värmeledningsförmåga upp till 495 W/mK vilket slår koppar i applikationen som värmespridare. Vi nådde upp till 84% av det uppsatta målet när det gäller termisk ledningsförmåga med hjälp av ett nytt grafen/kopparlaminat vilket kan tolkas som ett mycket intressant material för att gå vidare med ny studie. Projektet byggde på ett samarbete mellan företagen, forskningsinstitut samt akademi. För första gången visades hur grafenet kan förbättra värmeledning i kopparbaserat komposit som värmespridare i PCB sammanhang.

Upplägg och genomförande

För att framställa grafen-kopparkompositen blandades grafenoxid med kopparpulver genom mekanisk omröring. Därefter genomgick grafenoxiden kemisk reduktion. Slutligen genomfördes sintring av kompositen. Kompositen karaktäriserades med SEM- och Raman-spektroskopi och Laserflash tekniken. Grafen-koppar-laminerad film framställdes genom elektroplätering. Den beredda grafen-kopparlaminerade filmen karaktäriserades med SEM, röntgenradiografi och IR-kamera. Röntgenbilderna visar en homogen yta av graphene-kopparfilm efter elektroplätering och sintring.