5G手機筆電散熱是關鍵,散熱材料迎來新商機

2021-01-19 艾邦5G加工展

隨著5G的到來，5G手機散熱模組的需求迎來爆發式增長，筆電亦如此，因此對機殼材質要滿足輕量化散熱快的同時，導熱材料需求也在大幅增長,相關材料廠商迎來新商機。現小編以華為P30pro手機和華碩ROG魔霸3散熱結構為例，看看散熱材料在手機筆電上的應用。


圖：華為P30pro散熱方案

圖：華碩ROG魔霸3散熱方案


目前手機筆電常用散熱材料有：散熱銅管、散熱風扇、石墨散熱片、導熱凝膠、導熱矽脂等。


一、散熱銅管


銅管散熱在筆電上的使用由來已久，熱管+散熱風扇是最常見的散熱方案，在2017年隨著遊戲手機的推出，在手機上的應用開始加速，熱管散熱能力強，快速降溫，讓CPU處於正常溫度之內，保障系統運行不卡頓，高效的散熱能力使它成為了目前散熱的主力軍。


圖：散熱銅管


銅管散熱原理：利用金屬銅優秀的導熱性和銅管中液體的冷凝轉換導出手機中的熱量。


圖：銅管散熱原理


二、散熱風扇


散熱風扇在筆電上必用組合之一，有二種材質即塑膠和金屬材質，塑膠扇葉比較常見，採用注塑成型，成本較低，另近兩年筆電終端正在導入金屬扇葉方式，可採用MIM或衝壓成型，如2018年4月小米發布的遊戲本就是採用MIM成型的金屬扇葉。



金屬扇葉較塑膠扇葉相比本身就具有載熱功能，加上材料的金屬特性（結構強度大，硬度高），葉片可以做到更薄，風量更大，如2018年小米遊戲本採用了「速冷」冷卻系統，其中渦輪S型金屬扇葉，最大轉速提升20%，散熱效果提高30%。


圖：小米遊戲本散熱動圖


三、石墨散熱片


手機工作發熱時，大量的熱量會傳導到貼在手機中框正反面的石墨片上，如散熱不及時會快速由石墨片傳導至手機的正面屏幕及電池蓋。比如iPhone X由於OLED屏幕、Force Touch、無線充電及部份晶片的散熱需求，對人造石墨散熱片用量為iPhone 8的2-4倍。 如下iPhoneXR/XS雙層主板的散熱方式，主板正反面都貼有非常大塊的散熱石墨片。


圖：石墨散熱片


四、導熱凝膠


導熱凝膠是一種具有超高粘連度的導熱材料，由多種導熱粉體及導熱矽膠進行混合完全熟化後混煉而成，是一種永久不幹、可無限壓縮的導熱材料，可以迅速吸收處理器上的溫度，以更快的方式直接將處理器表面熱量傳遞到散熱輔件上，比石墨片更為直接，速度更快，缺點：粘接力較弱，不能用於固定散熱裝置。


圖：導熱凝膠


五、導熱矽脂


導熱矽脂俗稱散熱膏，導熱矽脂以有機矽酮為主要原料，添加耐熱、導熱性能優異的材料，製成的導熱型有機矽脂狀複合物，用於功率放大器、電晶體、電子管、CPU等電子原器件的導熱及散熱，從而保證電子儀器、儀表等的電氣性能的穩定。如下圖iPhoneXR/XS主板上的A12晶片塗了大量的導熱矽脂進行散熱。


圖：導熱矽脂


六、導熱矽膠墊片


導熱矽膠墊片廣泛地取代了傳統的導熱矽脂應用在筆記本電腦中，用於CPU的導熱，它的優點是方便反覆使用，不會有滲透現象發生。它不僅僅是保護CPU不受磨損，更主要的是用來快速的吸收CPU的溫度。


圖：導熱矽膠墊片


總結：


據業內專家說5G手機筆電散熱非常關鍵，熱設計顯得尤為重要，熱設計三個常用措施：降耗、導熱、布局，其中導熱是通過選擇合適的導熱材料實現，導熱材料是導熱器件的上遊原料，器件是在材料的基礎上進行二次開發。同時導熱材料及器件行業下遊應用領域廣泛，包括通訊設備、計算機、手機終端、汽車 電子、家用電器、國防軍工等，下遊市場的快速發展將帶來器件和材料的巨大增量需求。


小編整理了部分散熱相關企業如下：

1：雙鴻科技

2：超眾科技

3：健策電子

4：精研科技

5：理成科技

6：慶業電子

7：碳元科技

8：中石科技

9：深圳壘石熱管理技術有限公司

10：深圳市浩禧科技有限公司

11：崑山廣興電子有限公司

12：奇宏科技股份有限公司

13：日本電產浙江有限公司

14：蘇州幹泰電子科技有限公司

15：深圳中天元科技

16：東莞市兆信電子科技有限公司

17：崑山江鴻精密電子有限公司

18：深圳市矽零科技有限公司

19：深圳傲川科技有限公司

20：中易碳素科技有限公司


相信筆記本電腦在未來幾年的創新將加快，到底有哪些材質和工藝出現呢？加工廠商如何做準備？艾邦筆記本創新材質交流群,目前有聯想，小米，dell，華碩，勝利精密，廣業達，緯創，仁寶等企業加入，掃描二維碼加入

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時間：9月20日（周五）

地點：崑山


主要議題：

No.

議題

演講單位

1

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聯想

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華碩

3

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