石墨散热膜课件

随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展，耗散功率随之倍增，散热日益成为一个亟待解决展，耗散功率随之倍增，散热日益成为一个亟待解决的难题。的难题。2011年年9月月16日，小米手机在北京日，小米手机在北京798举行了发举行了发布会。会上，小米科技布会。会上，小米科技CEO雷军介绍说：由于小米雷军介绍说：由于小米手机使用了双核手机使用了双核1.5G处理器和大屏幕，散热问题十处理器和大屏幕，散热问题十分关键。分关键。这个问题如何解决的呢？这个问题如何解决的呢？随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展，耗散功率随1石墨散热膜有效解决高性能产生的发热问题石墨散热膜有效解决高性能产生的发热问题2石墨散热膜课件3什么是石墨散热膜什么是石墨散热膜石墨散热膜特点优势石墨散热膜特点优势散热基本原理散热基本原理石墨散热膜与传统散热材料参数比较石墨散热膜与传统散热材料参数比较石墨散热膜平面散热结构石墨散热膜平面散热结构石墨石墨散热膜散热膜的加工及成型的加工及成型石墨散热膜应用石墨散热膜应用组员及鸣谢组员及鸣谢123什么是石墨散热膜石墨散热膜特点优势散热基本原理456石4首先，我们来了解一下首先，我们来了解一下“石墨石墨”这种东西。石墨是这种东西。石墨是元素碳的一种同素异形体，我们可以以碳元素来联元素碳的一种同素异形体，我们可以以碳元素来联想一下石墨的一些特性，包括碳非常著名的稳定性，想一下石墨的一些特性，包括碳非常著名的稳定性，所以在多种工业用途中碳元素构成的东西是普遍存所以在多种工业用途中碳元素构成的东西是普遍存在的。在的。目前我们认识的石墨具有耐高温、导电导热性、润目前我们认识的石墨具有耐高温、导电导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性以及抗热震性。滑性、化学稳定性、可塑性以及抗热震性。什么是什么是石墨散热膜？石墨散热膜？首先，我们来了解一下“石墨”这种东西。石墨是元素碳的一种同素5什么是什么是石墨散热膜？石墨散热膜？石墨散热膜石墨散热膜，是一种全新的导热散热材料，主要，是一种全新的导热散热材料，主要材料是天然石墨材料是天然石墨，具有独特的晶粒取向，沿两个具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。产品均匀散热的同时也在厚度方面提供的性能。产品均匀散热的同时也在厚度方面提供热隔离。是一种自然元素矿物热隔离。是一种自然元素矿物，薄膜高分子化合薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下石墨化薄膜物可以通过化学方法高温高压下石墨化薄膜。什么是石墨散热膜，是一种全新的导热散热材料，主要材料是天然石6v极佳的导热性能：导热系数高达极佳的导热性能：导热系数高达600-1200w/(m-k)(相相当于铜的当于铜的2到到4倍，铝的倍，铝的3到到6倍倍)，热阻比铝低，热阻比铝低40%，比铜，比铜低低20%。v比重轻比重轻:1.0-1.9g/cm3(密度相当于铜的密度相当于铜的1/4到到1/10，铝，铝的的1/1.3到到1/3)v低热阻低热阻,柔软且容易裁切柔软且容易裁切(可反复弯曲可反复弯曲)v超薄性超薄性:厚度厚度(0.025-0.1mm)v表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合以满表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合以满足更多的设计功能和需要足更多的设计功能和需要石墨散热膜石墨散热膜特点优势特点优势极佳的导热性能：导热系数高达600-1200 w/(m-k)7散热热传导热传导热对流热对流热辐射热辐射热辐射指的是热辐射指的是依靠射线辐射依靠射线辐射传递热量传递热量主要与散热器主要与散热器材料的导热系材料的导热系数和热容有关数和热容有关主要与散热器主要与散热器的散热面积有的散热面积有关关主要与散热器主要与散热器材料的材料的黑度黑度有有关关CPU散热片底座散热片底座与与CPU直接接触直接接触带走热量的方式带走热量的方式散热风扇带动散热风扇带动气体流动即气体流动即热对流热对流散热散热基本原理基本原理散热热传导热对流热辐射热辐射指的是主要与散热器材料的导热系数8石墨散热膜石墨散热膜基本原理基本原理典型的热学管理系统是由外部冷却装置，散热器和典型的热学管理系统是由外部冷却装置，散热器和热力截面组成。而散热热力截面组成。而散热膜膜的重要功能是创造出最大的重要功能是创造出最大的有效表面积，在这个表面上热力被转移并有外界的有效表面积，在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。石墨散热冷却媒介带走。石墨散热膜膜就是通过将热量均匀的就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移，保证组件分布在二维平面从而有效的将热量转移，保证组件在所承受的温度下工作。在所承受的温度下工作。石墨散热膜典型的热学管理系统是由外部冷却装置，散热器和热力截9石墨散热膜石墨散热膜石墨散热膜从前面的描述来看具有有一定优势，石墨散热膜从前面的描述来看具有有一定优势，但作为散热介质，热阻及吸附性只是其中的一部但作为散热介质，热阻及吸附性只是其中的一部分，其它散热效果的优劣还要参考其他的条件来分，其它散热效果的优劣还要参考其他的条件来综合判断。比如说，石墨散热膜这种散热方案是综合判断。比如说，石墨散热膜这种散热方案是否能提供一种更好的散热方案应用于我们的产品否能提供一种更好的散热方案应用于我们的产品？其散热效果、应用场景与传统散热器相比有何？其散热效果、应用场景与传统散热器相比有何区别？为了给出这些问题的答案，那下面就先对区别？为了给出这些问题的答案，那下面就先对石墨、铜和铝的相关参数做个比较，从参数里面石墨、铜和铝的相关参数做个比较，从参数里面找找优劣。找找优劣。石墨散热膜石墨散热膜从前面的描述来看具有有一定优势，但作为散10石墨散热膜与石墨散热膜与传统散热材料传统散热材料参数比较参数比较下表罗列了这几种材料与散热情况关系比较大的三个参下表罗列了这几种材料与散热情况关系比较大的三个参数（导热系数、比热容以及密度）的参考值数（导热系数、比热容以及密度）的参考值：其中导热系数非常容易理解，通俗理解就是导热的快其中导热系数非常容易理解，通俗理解就是导热的快慢，对于散热器来说，当然越快越好，即数值越大越慢，对于散热器来说，当然越快越好，即数值越大越好，对于保温材料则相反。好，对于保温材料则相反。石墨散热膜与下表罗列了这几种材料与散热情况关系比较大的三个参11石墨散热膜石墨散热膜与传统散热材料与传统散热材料参数比较参数比较（导热率）（导热率）从图从图中中显示的数据我们可以看出，在这一点上石墨显示的数据我们可以看出，在这一点上石墨散热散热膜与传统散热材料膜与传统散热材料的水平导热系数存在很大的优势。的水平导热系数存在很大的优势。现在来看第现在来看第一一个参数：个参数：导热率导热率石墨散热膜从图中显示的数据我们可以看出，在这一点上石墨散热膜12石墨散热膜石墨散热膜与传统散热材料与传统散热材料参数比较参数比较（导热率）（导热率）同时，我们还应该注意到，由于石墨的垂直导热系数仅同时，我们还应该注意到，由于石墨的垂直导热系数仅为为520W/mK，几乎起到了隔热的作用，因此在这个参，几乎起到了隔热的作用，因此在这个参数上，石墨具有很好的均热作用如数上，石墨具有很好的均热作用如下下图所示，热量被很图所示，热量被很好的扩散和均匀了，因此消除了局部热点，不会造成局好的扩散和均匀了，因此消除了局部热点，不会造成局部过热。部过热。石墨散热膜同时，我们还应该注意到，由于石墨的垂直导热系数仅为13石墨散热膜石墨散热膜与传统散热材料与传统散热材料参数比较参数比较（比热容）（比热容）现在来看第二个参数：比热容。这个参数表征的是每现在来看第二个参数：比热容。这个参数表征的是每1kg材料温度升高材料温度升高1所需的热量，所需的热量，那么那么对于散热器来对于散热器来说，比热容高相对要好些，因为对于芯片或设备产生的说，比热容高相对要好些，因为对于芯片或设备产生的一定热量，散热器的一定热量，散热器的比热容越大比热容越大，那么它吸收热量后，那么它吸收热量后升升高的温度越低高的温度越低，即比热容的数值也是越大越好。从这个，即比热容的数值也是越大越好。从这个参数来看，石墨接近铝，几乎参数来看，石墨接近铝，几乎2倍于铜。通俗理解的话倍于铜。通俗理解的话相当于储热能力，也还是并没有将热散出去。当热量产相当于储热能力，也还是并没有将热散出去。当热量产生不是非常大的时候，比热容越大越好，因为温度升高生不是非常大的时候，比热容越大越好，因为温度升高的程度越低，但热量持续快速增加时，比热容对散热的的程度越低，但热量持续快速增加时，比热容对散热的影响就不大了。影响就不大了。石墨散热膜现在来看第二个参数：比热容。这个参数表征的是每1k14还有一个应用环境可能与热本身无关，由于石墨的柔还有一个应用环境可能与热本身无关，由于石墨的柔软特性，膜状的散热片需要有平面附着的地方，就是软特性，膜状的散热片需要有平面附着的地方，就是说它基本上需要贴在某些部件上，这也是为什么我们说它基本上需要贴在某些部件上，这也是为什么我们多在屏蔽罩、空旷的多在屏蔽罩、空旷的PCB板面以及板面以及LED基板上见到它基板上见到它的身影的原因，同时由于其良好的导电性，还能起到的身影的原因，同时由于其良好的导电性，还能起到较好的屏蔽作用。对于我们的产品，很难找到一个空较好的屏蔽作用。对于我们的产品，很难找到一个空旷的结构面来贴附石墨散热膜，如果要应用的话需要旷的结构面来贴附石墨散热膜，如果要应用的话需要有针对性的做专门的设计。有针对性的做专门的设计。石墨散热膜石墨散热膜平面散热结构平面散热结构还有一个应用环境可能与热本身无关，由于石墨的柔软特性，膜状的15石墨石墨散热膜散热膜的加工及成型的加工及成型为了更好地适应电子器件及电路模块起伏的表为了更好地适应电子器件及电路模块起伏的表面，需要对石墨导热片进行一定的加工处理，面，需要对石墨导热片进行一定的加工处理，主要的加工方法为：主要的加工方法为：1：背胶：背胶2：背膜：背膜根据产品的实际需求，选取适合的加工方法。根据产品的实际需求，选取适合的加工方法。石墨散热膜为了更好地适应电子器件及电路模块起伏的表面，需要对16石墨石墨散热膜散热膜背胶加工背胶加工以更好地粘附以更好地粘附IC及电路板为目的，在导热石墨片的表面及电路板为目的，在导热石墨片的表面进行背胶加工。进行背胶加工。石墨散热膜 以更好地粘附IC及电路板为目的，在导热石墨片的17石墨散热膜石墨散热膜背膜加工背膜加工在某些需要绝缘或隔热的电路设计中，为了更好地实在某些需要绝缘或隔热的电路设计中，为了更好地实现功能最优化，在石墨片的表面进行背膜处理。现功能最优化，在石墨片的表面进行背膜处理。石墨散热膜在某些需要绝缘或隔热的电路设计中，为了更好地实现功18石墨散热膜石墨散热膜背膜加工背膜加工以更快地传导热量和更好地适应狭小的设计空间为目的，以更快地传导热量和更好地适应狭小的设计空间为目的，可以将所背胶和背膜进行减薄，例如采用可以将所背胶和背膜进行减薄，例如采用0.01MM的双的双面胶和面胶和0.01MM的的PET薄膜，实现产品的最优化设计。薄膜，实现产品的最优化设计。石墨散热膜以更快地传导热量和更好地适应狭小的设计空间为目的，19石墨散热膜石墨散热膜应用应用石墨散热片通过在石墨散热片通过在减轻器件重量减轻器件重量的情况下提供更优异的的情况下提供更优异的导热散热性能，能有效的解决电子设备的热设计难题，导热散热性能，能有效的解决电子设备的热设计难题，在消费电子向超薄化、智能化和多功能化的发展趋势下在消费电子向超薄化、智能化和多功能化的发展趋势下的今天，功率的日益增加和产品的越做越薄日益显现出的今天，功率的日益增加和产品的越做越薄日益显现出热量发散的问题。热量发散的问题。因其在导热方面的突出特性，石墨导热片受到了因其在导热方面的突出特性，石墨导热片受到了越来越多的关注，在智能手机、超薄的越来越多的关注，在智能手机、超薄的PC和和LED电视等电视等等方面有着广泛的应用。等方面有着广泛的应用。石墨散热膜石墨散热片通过在减轻器件重量的情况下提供更优异的导20石墨散热膜石墨散热膜应用应用苹果手机苹果手机iphone的应用的应用石墨散热膜苹果手机iphone的应用21石墨散热膜石墨散热膜应用应用三星手机的应用三星手机的应用石墨散热膜三星手机的应用22石墨散热膜石墨散热膜应用应用HTC手机的应用手机的应用石墨散热膜HTC手机的应用23石墨散热膜石墨散热膜应用应用小米手机的应用小米手机的应用石墨散热膜小米手机的应用24石墨散热膜石墨散热膜应用应用SONYVAIO笔记本笔记本的应用的应用石墨散热膜SONY VAIO 笔记本的应用25我们一直在努力！我们一直在努力！齐霄齐霄阮航阮航常雨常雨颜正峰颜正峰陈亚军陈亚军我们一直在努力！齐霄阮航常雨颜正峰陈亚军谢谢观看！26