5G手机笔电散热是关键,散热材料迎来新商机 – 艾邦高分子

随着5G的到来,5G手机散热模组的需求迎来爆发式增长,笔电亦如此,因此对机壳材质要满足轻量化散热快的同时,导热材料需求也在大幅增长,相关材料厂商迎来新商机。现小编以华为P30pro手机和华硕ROG魔霸3散热结构为例,看看散热材料在手机笔电上的应用。

图:华为P30pro散热方案

图:华硕ROG魔霸3散热方案
目前手机笔电常用散热材料有:散热铜管、散热风扇、石墨散热片、导热凝胶、导热硅脂等。
一、散热铜管
铜管散热在笔电上的使用由来已久,热管+散热风扇是最常见的散热方案,在2017年随着游戏手机的推出,在手机上的应用开始加速,热管散热能力强,快速降温,让CPU处于正常温度之内,保障系统运行不卡顿,高效的散热能力使它成为了目前散热的主力军。

图:散热铜管
铜管散热原理:利用金属铜优秀的导热性和铜管中液体的冷凝转换导出手机中的热量。

图:铜管散热原理
二、散热风扇
散热风扇在笔电上必用组合之一,有二种材质即塑胶和金属材质,塑胶扇叶比较常见,采用注塑成型,成本较低,另近两年笔电终端正在导入金属扇叶方式,可采用MIM或冲压成型,如2018年4月小米发布的游戏本就是采用MIM成型的金属扇叶。

金属扇叶较塑胶扇叶相比本身就具有载热功能,加上材料的金属特性(结构强度大,硬度高),叶片可以做到更薄,风量更大,如2018年小米游戏本采用了“速冷”冷却系统,其中涡轮S型金属扇叶,最大转速提升20%,散热效果提高30%。

图:小米游戏本散热动图
三、石墨散热片
手机工作发热时,大量的热量会传导到贴在手机中框正反面的石墨片上,如散热不及时会快速由石墨片传导至手机的正面屏幕及电池盖。比如iPhone X由于OLED屏幕、Force Touch、无线充电及部份芯片的散热需求,对人造石墨散热片用量为iPhone 8的2-4倍。 如下iPhoneXR/XS双层主板的散热方式,主板正反面都贴有非常大块的散热石墨片。

图:石墨散热片
四、导热凝胶
导热凝胶是一种具有超高粘连度的导热材料,由多种导热粉体及导热硅胶进行混合完全熟化后混炼而成,是一种永久不干、可无限压缩的导热材料,可以迅速吸收处理器上的温度,以更快的方式直接将处理器表面热量传递到散热辅件上,比石墨片更为直接,速度更快,缺点:粘接力较弱,不能用于固定散热装置。

图:导热凝胶
五、导热硅脂
导热硅脂俗称散热膏,导热硅脂以有机硅酮为主要原料,添加耐热、导热性能优异的材料,制成的导热型有机硅脂状复合物,用于功率放大器、晶体管、电子管、CPU等电子原器件的导热及散热,从而保证电子仪器、仪表等的电气性能的稳定。如下图iPhoneXR/XS主板上的A12芯片涂了大量的导热硅脂进行散热。

图:导热硅脂
六、导热硅胶垫片
导热硅胶垫片广泛地取代了传统的导热硅脂应用在笔记本电脑中,用于CPU的导热,它的优点是方便反复使用,不会有渗透现象发生。它不仅仅是保护CPU不受磨损,更主要的是用来快速的吸收CPU的温度。

图:导热硅胶垫片
总结:
据业内专家说5G手机笔电散热非常关键,热设计显得尤为重要,热设计三个常用措施:降耗、导热、布局,其中导热是通过选择合适的导热材料实现,导热材料是导热器件的上游原料,器件是在材料的基础上进行二次开发。同时导热材料及器件行业下游应用领域广泛,包括通讯设备、计算机、手机终端、汽车 电子、家用电器、国防军工等,下游市场的快速发展将带来器件和材料的巨大增量需求。
小编整理了部分散热相关企业如下:
1:双鸿科技
2:超众科技
3:健策电子
4:精研科技
5:理成科技
6:庆业电子
7:碳元科技
8:中石科技
9:深圳垒石热管理技术有限公司
10:深圳市浩禧科技有限公司
11:昆山广兴电子有限公司
12:奇宏科技股份有限公司
13:日本电产浙江有限公司
14:苏州干泰电子科技有限公司
15:深圳中天元科技
16:东莞市兆信电子科技有限公司
17:昆山江鸿精密电子有限公司
18:深圳市硅零科技有限公司
19:深圳傲川科技有限公司
20:中易碳素科技有限公司
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演讲单位
1
5G笔电材质对材料需求及趋势
联想
2
笔电CMF现状及未来趋势发展
华硕
3
适合笔电表面处理技术应用及趋势
仁宝&罗技
4
西门子数子化制造在自动化工厂的应用
西门子
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巴斯夫 
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