熱傳導-TC 5G「熱商機」 散熱技術面臨的挑戰
2020年迎來5G技術大規模的商用，在實現萬物互聯的榮景下，大則從物聯網及車聯網等平台技術的興起，小則從行動多媒體影音的大量應用以及人手一支的手機。據消息指出，各家手機大廠也即將於今年8月起陸續推出多款5G手機問世。5G技術的發展儼然是目前全球最關注的重點技術之一。
無線通訊技術的成長帶動功耗的提升，對於模組化以及系統整合的要求提高，最直接影響的就是模組散熱問題。在散熱的方式上，對於基地台及手機等終端裝置通常以被動散熱的自然對流為主，以下整理了在5G技術中扮演關鍵材料的PCB及散熱材料分類：
▲圖一. 5G關鍵PCB、散熱材料
模組化的系統中主要的散熱方式為熱傳導，因此散熱材料必須具備高的熱傳導率。應用在電腦及手機的散熱材料必須同時考量表面溫度的限制，因此各向異性的熱傳導、熱擴散特性更顯得重要。目前主要應用在電腦及手機的散熱材料主要以銅箔、石墨片為主。另一個重要的散熱元件是TIM熱介面材料，包含了散熱膏、散熱膠及散熱片等材料，TIM最主要功用是填補兩種材料接合時所產生的空隙及固體表面的孔洞，減少熱傳遞的接觸熱阻所造成的影響，對於被動式散熱尤其重要，請參考下方示意圖：
▲圖二. TIM熱介面材料之功能及示意圖
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| ▲圖三. 左側為Hot Disk TPS3500示意圖，右側為Hot Disk測試時Sensor與樣品的放置示意圖 | |
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5G新技術的出現對材料提出新的性能要求，包括PCB材料、半導體材料、手機天線材料、手機外殼材料、電磁屏蔽材料、導熱散熱材料等都將在5G應用中迎來變革。面對多種形態的散熱材料，傳統的熱傳導量測技術也面臨挑戰。Hot Disk作為目前國際上最具可信度的導熱測試方法之一，符合ISO22007-2標準測試規範，屬於TPS瞬態平面熱源法的測試方式。透過一次性的量測即可快速得到多數材料類型的熱傳導係數、熱擴散係數和比熱容。能夠量測塊體、液體、粉體、膏體、薄膜、高導熱片材等多種型態的樣品。目前Hot Disk也提供更多樣的測試模組，如：異方向性模組(Anisotropic)、薄膜模組(Thin film)、比熱測試模組(Specific heat)和低密度高絕緣測試模組(Low Density/High Insulator)等。我們也深信Hot Disk這樣的先進量測技術，定能搭上這波5G技術發展的浪潮，提供所有散熱測試需求的業界先進們最佳的解決方法。
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