5G市场,谁是最佳散热材料?

5G市场,谁是最佳散热材料
⽯墨散热膜_产品特性
⽯墨散热膜是⼀种⾮常薄的GTS,综合性质的热传导材料,也称为热传导⽯墨膜、热传导⽯墨⽚、⽯墨散热⽚等,为电⼦产品的薄型发展提供了可能性。散热⽯墨膜具有良好的再加⼯性,可根据⽤途与PET等其他膜类材料复合或涂胶,该材料具有弹性,可裁剪冲压成任意形状,⽯墨散热膜⼚家介绍可多次弯曲的点热源适⽤于将点热源转换为⾯热源的快速导热,具有较⾼的导热性能除传统⽅法外,散热⽯墨膜是提供散热管理/在有限区域内功率设备散热或提供辅助功率设备散热的理想材料。
1.⽯墨散热膜优良的导热系数:700-1300w/(m-k)(相当于铜的2~3倍,铝的3~5倍)
2.⽐重:0.85-1.9g/cm3(密度相当于铜的1/4到1/10,铝的1/1.3到1/3)
3.柔软易切(可反复弯曲)
4.低热阻。
什么是导热⽯墨⽚?
导热⽯墨⽚是⼀种新型的导热散热材料,是⼀种沿两个⽅向均匀导热、屏蔽热源和元件的材料,同时提⾼了消费类电⼦产品的性能。随着电⼦产品的升级,对加速、⼩型化、⾼集成度和⾼性能的电⼦设备的散热管理提出了越来越⾼的要求。
这种新型天然⽯墨具有散热效率⾼、占⽤空间⼩、重量轻等优点,颜⾊⼀般为⿊⾊,经过精细加⼯后的天然⽯墨,在⽔平⽅向的导热系数⾼达1500 W/M-K,常⽤于集成电路、CPU、MOS、LED、散热⽚、液晶电视、笔记本电脑、通讯设备、⽆线开关、DVD、⼿持设备等。
导热⽯墨⽚的分类
⽯墨⽚分为天然⽯墨⽚和⼈造⽯墨⽚!
天然⽯墨散热膜具有导热系数⾼、施⼯⽅便、柔韧性好、⽆⽓液渗透性、⽯墨⽚不⽼化、不脆化等特点,适⽤于⼤多数化学介质,⼀般导热系数700~1200W/m.k。天然⽯墨⽚的缺点是它不能太薄,通常成品最薄的达到0.1mm厚度,所以天然⽯墨的市场份额越来越低。同时,由于天然⽯墨本⾝的结构因素,天然⽯墨的散热效果相对较弱。
⼈造⽯墨可制得很薄,散热效果很好,导热系数为1000×1500 W/m.K,主要体现在热耗散速度快,但⼈⼯⽯墨价格偏⾼。在⼿机市场上,对质量的追求也越来越⾼,合成⽯墨⽚也受到青睐。
⽯墨⽚散热原理:
典型的热管理系统由外部冷却装置、散热器和热段组成,以智能
⼿机产品为例:
1.热通过导热⽯墨⽚的平⾯迅速传递到壳体和框架中。
2.增强了导热⽯墨⽚表⾯的红外辐射效应。
3.导热⽯墨⽚扩⼤了平⾯散热⾯积,迅速散失了热点。
经过⼤致的介绍相信⼤家已经对模切材料——导热⽯墨⽚已经有了相关的理解了,但是这种材料是怎么加⼯的呢?既然是模切材料⼀般都是通过模切机加⼯的,优质的模切机在模切加⼯中不仅可以省⼈⼒、物⼒还提⾼了⽣产效率,所以相
是模切材料⼀般都是通过模切机加⼯的,优质的模切机在模切加⼯中不仅可以省⼈⼒、物⼒还提⾼了⽣产效率,所以相关⼚家在选择加⼯机器的时候⼀定要选择⾼质量的模切机。
我国导热领域起步较晚,由于⾼端产品技术仍垄断在欧美及⽇本等少数企业中,国内众多导热界⾯材料⽣产⼚家仍以低端产品输出为主,销售额仅占市场总额10%左右。
传统⼿机散热材料以⽯墨⽚和导热凝胶等TIM 材料(导热界⾯材料)为主,⽯墨⽚存在导热系数相对较低、厚度相对较⼤等问题。
⽬前热管和VC(均热板)开始从电脑、服务器等领域渗透到智能⼿机终端,⽯墨烯材料也开始应⽤。相对⽽⾔,VC和⽯墨烯的导热系数⾼、厚度低,是性能更佳的散热材料。
⽯墨膜:散热⽅案的主流材料
主流散热材料,单⼿机⽤量为 3~6 ⽚⽯墨是相较于铜和铝等⾦属更好的导热材料,主要原因在于⽯墨具有特殊的六⾓平⾯⽹状结构,可以将热量均匀地分布在⼆维平⾯并有效地转移。在⽔平⽅向上,⽯墨的导热系数为300~1900W/(m〃K),⽽铜和铝的导热系数约为200~400 W/(m〃K)。在垂直⽅向上,⽯墨的导热系数仅为5~20W/(m〃K)。因此,⽯墨具备良好的⽔平导热、垂直阻热效果。同时,⽯墨的⽐热容与铝相当,约为铜的2倍,这意味着吸收同样的热量后,⽯墨温度升⾼仅为铜的⼀半。
此外,⽯墨密度仅为 0.7~2.1g/cm3,原低于铜的 8.96g/cm3 和铝的 2.7g/cm3,因此可以做到轻量化,能够平滑粘附在任何平⾯和弯曲的表⾯。基于⾼导热系数、⾼⽐热容和低密度等性能优势,⽯墨⾃ 2009 年开始批量应⽤于消费电⼦产品,2011 年开始⼤规模应⽤于智能⼿机,⽬前已经取代传统⾦属,成为消费电⼦领域主流的散热材料。
理论上,⽯墨膜越薄,导热系数越⾼。早期⽯墨膜厚度主要介于20~50µm 之间,其⽔平轴的导热系数介于300~1,500W/(m〃K)。随着技术改善,⽯墨膜的加⼯⼯艺更加成熟,⽬前最薄可到 0.01mm,其⽔平轴的导热效率也⾼达1,900W/(m〃K)。然⽽,⽯墨散热⽚并不是越薄越好,关键是要将功率器件和散热器之间的缝隙填满。因此,不同应⽤场景下使⽤的⽯墨散热膜各有不同。
主流的散热膜有天然⽯墨散热膜、⼈⼯合成⽯墨散热膜和纳⽶碳散热膜三种。
(1)天然⽯墨膜:完全由天然⽯墨制成,在真空条件下不会发⽣脱⽓现象,在400℃以上的温度也可继续使⽤,最低能做到 0.1mm 左右,主要应⽤在数据中⼼、和充电站等。
(2)⼈⼯⽯墨散热膜:由聚酰亚胺(PI 膜)经过碳化和⽯墨化制成,是当前最薄的散热膜材料,最薄可做到0.01mm,⼴泛应⽤于⼿机、电脑等智能终端产品。
(3)纳⽶碳散热膜:由纳⽶碳(⽯墨同素异构体)制成,最薄可做到 0.03mm,散热功率可⾼达 1000~6000。由于纳⽶碳散热膜加⼯⼯序简单,只需要开模和冲切,成本低售价也低。
智能⼿机中主要使⽤⼈⼯合成⽯墨膜,⽤量视⼿机性能和要求⽽定,⼤概在3~6 ⽚,使⽤到的部件包括镜头、CPU、OLED 显⽰屏、WiFi 天线、⽆线充和电池等。其中CPU对散热的性能要求最⾼,其次是⽆线充,再次是镜头和电池,最后是显⽰屏和 WiFi 天线。⽬前,⾼导热⽯墨膜的价格约为 0.2~0.3
美⾦/⽚。初步估算,单机⽯墨膜价值量为 1~2 美⾦。未来,随着智能⼿机更多创新型的电⼦化设计,单机⽯墨膜价值量有望进⼀步提升。
北京冬奥会给我们留下了美好的回忆,除了世界顶流冰墩墩、雪容融,还有⼗分亮眼的科技——⽯墨烯,发热围⼱、⼿套、袜⼦、暖⼿宝等⽯墨烯产品在冬奥冰雪中散发科技温度。这还仅仅只是被称为“新材料之王”的⽯墨烯应⽤的冰⼭⼀⾓,⽯墨烯不仅能为冬奥保暖,还能给电⼦产品“退烧”。
冰墩墩⽯墨烯发热暖⼿宝
⼿机、笔电、平板以及智能穿戴等电⼦产品已成为我们⽣活中不可或缺的必需品,功能⽇益强⼤,⾼速处理器、⾼分辨
⼿机、笔电、平板以及智能穿戴等电⼦产品已成为我们⽣活中不可或缺的必需品,功能⽇益强⼤,⾼速处理器、⾼分辨率、⼤屏化、⾼像素拍摄等等,迭代更新的速度让其他科技产品望尘莫及。功能⾼度集成和轻薄化设计也使得电⼦产品的散热问题越发突出,新型⾼导热⽯墨烯散热膜开始⼤显⾝⼿。
⽯墨烯散热膜具有良好的传热性能和柔韧性优异、质轻等特点,作为新型⾼导热材料备受关注,⾃2018年⾸次被华为应⽤于Mate 20 X⼿机之后,逐渐被国内主要⼿机品牌所应⽤,特别是在旗舰机、游戏机上,还拓展应⽤到平板上,未来有望成为主流散热技术之⼀。
表⽯墨烯在⼿机的应⽤案例
⼿机型号
发布年份
主要散热材料
华为Mate 20 X
2018年10⽉
⽯墨烯膜、VC
荣耀Magic2
2018年10⽉
⽯墨烯膜
努⽐亚红魔Mars
2018年11⽉
⽯墨烯膜、热管
⼩⽶10系列
2020年2⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨⽚
华为P40系列
导热胶带2020年3⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨⽚、超薄热管、
Redmi K30 Pro
2020年3⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨⽚
荣耀X10
2020年5⽉
⽯墨烯膜
努⽐亚红魔6R
2021年5⽉
⽯墨烯膜、VC、超导铜箔
荣耀50 Pro
2021年6⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨
OnePlus Nord 2
2021年7⽉
⽯墨烯膜
⼩⽶MIX4
2021年8⽉
⽯墨烯膜、⽯墨烯均热板、⽯墨
荣耀Magic3
2021年8⽉
⽯墨烯膜、VC
华硕ROG游戏⼿机5s
2021年8⽉
⽯墨烯膜、VC
⼩⽶12X
2021年12⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨
Redmi K50电竞版
2022年2⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨、铜散热器、氮化硼努⽐亚红魔7系列
努⽐亚红魔7系列
2022年2⽉
复合⽯墨烯、VC、超导铜箔、风扇、⾼导热稀⼟
OPPO Find X5 Pro
2022年2⽉
⽯墨烯膜、VC、⽯墨⽚
努⽐亚Z40 Pro
2022年2⽉
⽯墨烯均温板、VC、⽯墨⽚、碳纤维导热⽚
联想拯救者Y90
2022年2⽉
⽯墨烯膜、VC、风扇
荣耀Magic4
2022年2⽉
⽯墨烯膜、VC
Redmi Note11E Pro
2022年3⽉
⽯墨烯膜、VC
仅从近期⼀个⽉内发布的新机来看,就已经有7款⼿机采⽤⽯墨烯散热⽅案,可见⽯墨烯散热势头强劲,⼩⽶和华为甚⾄还投资了⽯墨烯企业,可见其看重。⽯墨烯到底有何神奇之处,竟能如此受到青睐?今天我们就来了解⼀下。
1、什么是⽯墨烯
⽯墨烯,英⽂名:Graphene,是⼀种由碳原⼦以sp2杂化轨道组成六⾓型、呈蜂巢晶格的⼆维碳纳⽶材料。
早在20世纪40年代就已经有研究者提出了⽯墨烯的概念,但仅为理论研究。直⾄2004年,英国曼彻斯特⼤学物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov通过机械剥离法,利⽤特殊胶带剥离⾼定向热解⽯墨⾸次获得了⽯墨烯,⼆⼈也因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。
1、⽯墨烯的导热机理
⽯墨烯导热主要通过晶格的振动,晶格(声⼦)通过晶体结构单元的相互谐调制约和相互的声⼦振动来实现对外界的热量传导。⽯墨烯具有⾼热导率的原因,主要来源于碳原⼦间牢固的结合⼒、⾼度有序的排列组合和微晶尺⼨⽐较⼤的晶格排列。

本文发布于:2024-09-20 16:22:25,感谢您对本站的认可!

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