5G迅速发展,5G手机生产商纷纷抢先布局,而5G手机散热要求不断提升,手机散热材料不断创新改进,针对全机各个部件的散热需求,运用了不同的散热材料来解决手机散热难点,这些散热材料包括石墨片、导热凝脂、VC均热板等。今天我们就来了解一下,这些散热材料。
大家都知道,不只是手机,各种智能终端产品都在不断更新换代,轻薄化、智能化和多功能化使得功耗越来越高,热量也越来越大,特别是到了5G通信时代,5G高功耗芯片以及折叠屏、全面屏的发展等都使得终端设备发热量剧增。有研究表明,电子元器件温度每升高2℃,其可靠性下降约10%,散热成为智能终端亟需解决的问题,因此,散热材料也不断的升级迭代,以应对更高的散热要求。目前,常见的智能终端产品的散热材料有导热石墨、导热界面材料(TIM)、热管/VC均热板、石墨烯等。
01.导热石墨片
散热石墨膜是一种很薄的GTS,综合性质的导热材料,又称为导热石墨膜、导热石墨片、石墨散热片等,由于其特殊的六角平面网状结构晶体,石墨具有较铝、铜等金属更高的热传导效率。
石墨膜可分为天然石墨膜和人造石墨膜。其中的天然石墨膜,通常是通过天然石墨作为原料,先将其转变为膨胀石墨后,再制作为石墨膜材料;人造石墨膜一般由聚酰亚胺薄膜经过高温碳化和石墨化制成,导热系数更高,柔韧性更强。
石墨具有突出的各向异性和均热性能,可以替代传统的铝质或者铜质散热器, 应用于智能化、微型化、集成化的电子设备,如智能手机、超薄笔记本电脑、平板电脑、5G通信基站、无线充电等。
02. 导热界面材料(TIM)
导热界面材料是各种用在热源和散热器之间的, 通过排除热源和散热器之间的空气,使得电子设备的热量分散更均匀,加快散热效率的材料。一般各种导热界面材料需要具备好的导热系数和表面润湿性。导热界面材料种类较多,包括导热硅脂、导热硅胶片、导热双面胶和导热相变材料等。
03.热管/VC均热板
热管是利用高真空度下液体的低沸点特性,快速的蒸发吸走热量,再通过散热鳍片或金属外壳框架吸收热量,冷却后经毛细管效应回流恢复为液体状态,完成散热循环。
04. 石墨烯导热膜
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,拥有优异的导热性能,据了解,石墨烯散热能力高出普通铝合金四倍左右。石墨烯导热膜是以石墨烯为原料,采用多层石墨烯堆叠而成的高定向导热膜,包含保护膜、单面胶、石墨烯膜、双面胶和离型膜等,具有机械性能好、导热系数高,质量轻、材料薄、柔韧性好等特点,为当前电子产品散热方案提供了良好的导热材料,成为石墨膜的理想替代材料。
石墨烯散热材料可应用于手机、平板、液晶显示屏、可穿戴设备、通信基站电路板、led显示屏和照明以及电动汽车等散热领域。
传统的散热材料以导热石墨和导热界面材料为主,随着终端设备对散热需求的增加,热管、VC均热板以及石墨烯开始得以渗透应用,单一的散热材料并不能解决日益严苛的散热问题,设备厂商采用的大多是多种材料的组合散热方案,有效的利用散热材料自身特性解决设备各部件的散热问题。
2020年,5G进入大规模建设,5G网络的覆盖将带动智能终端设备需求增长,根据市场调研机构IDC预测,预计2020年中国市场将有接近1亿部5G智能终端出货量,其中包括5G的智能手机、平板电脑、笔记本、VR/AR等诸多产品,到2023年,5G终端产品年出货量将超过4亿部,散热材料市场需求将迎来蓬勃的发展期。
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