PHIM TẢN NHIỆT GRAPHITE

Nội dung

1. Lời nói đầu

2. Phim tản nhiệt than chì là gì

3. Phân loại than chì

4. Đặc tính của màng than chì tản nhiệt

5. Tấm than chì là gì

6. Ứng dụng của vật liệu than chì

1. Lời nói đầu

Với sự phát triển của các thiết bị và sản phẩm điện tử trong lĩnh vực tích hợp cao và tính toán cao, công suất tiêu tán tăng gấp đôi và tản nhiệt đang trở thành một vấn đề cấp bách cần giải quyết.

Vào ngày 16 tháng 9 năm 2011, điện thoại di động Xiaomi đã tổ chức một hội nghị tại Bắc Kinh 798. Tại cuộc họp, Lei Jun, Giám đốc điều hành của Xiaomi Technology, cho biết tản nhiệt là rất quan trọng vì điện thoại di động Xiaomi sử dụng bộ xử lý lõi kép 1.5G và màn hình lớn.

Làm thế nào để giải quyết vấn đề này?

Màng tản nhiệt than chì có thể giải quyết hiệu quả vấn đề nóng lên do hiệu suất cao.

2. Phim tản nhiệt than chì là gì?

Trước hết, chúng ta hãy nhìn vào thứ gì đó giống như than chì.Than chì là một dạng thù hình của cacbon nguyên tố.Mỗi nguyên tử cacbon được bao quanh bởi ba nguyên tử cacbon khác (sắp xếp theo hình lục giác giống như tổ ong) liên kết cộng hóa trị để tạo thành phân tử cộng hóa trị.

Than chì có các tính chất đặc biệt sau do cấu trúc đặc biệt của nó: a) khả năng chịu nhiệt độ cao;b) độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt;c) độ bôi trơn;d) độ ổn định hóa học;e) độ dẻo;f) khả năng chống sốc nhiệt.

3. Phân loại than chì

1).Than chì tự nhiên

Các tính chất công nghệ của than chì chủ yếu phụ thuộc vào hình thái tinh thể của nó.Khoáng vật than chì với các dạng tinh thể khác nhau có giá trị và ứng dụng công nghiệp khác nhau.Trong công nghiệp, theo các dạng tinh thể khác nhau, than chì tự nhiên được chia thành ba loại: than chì khối, than chì vảy và than chì tinh thể kín.

2).Than chì nhân tạo

Nói chung, tất cả các vật liệu than chì thu được bằng cách xử lý nhiệt độ cao thông qua quá trình cacbon hóa và đồ họa hóa hữu cơ có thể được gọi là than chì nhân tạo, chẳng hạn như sợi carbon, carbon nhiệt phân và than chì bọt.Theo nghĩa hẹp, than chì nhân tạo thường đề cập đến các vật liệu rắn số lượng lớn, chẳng hạn như điện cực than chì, than chì đẳng tĩnh, được điều chế bằng cách trộn, nhào, tạo hình, cacbon hóa và than chì hóa với carbon có tạp chất thấp làm cốt liệu và hắc ín than đá làm chất kết dính.

Than chì nhân tạo thường được hình thành bằng cách rung, ép đùn, đúc và ép đẳng tĩnh.

Màng than chì tản nhiệt là GTS rất mỏng, vật liệu dẫn nhiệt toàn diện, còn được gọi là màng than chì dẫn nhiệt, tấm than chì dẫn nhiệt, tấm tản nhiệt than chì, v.v., tạo cơ hội cho sự phát triển của các sản phẩm điện tử mỏng .Màng than chì tản nhiệt có đặc tính tái xử lý tốt và có thể được kết hợp hoặc dán với các vật liệu màng khác như PET tùy theo mục đích sử dụng.Chất liệu có tính đàn hồi, có thể cắt và dập thành hình dạng tùy ý, có thể uốn cong nhiều lần.Nó thích hợp để dẫn nhiệt nhanh từ nguồn nhiệt điểm đến nguồn nhiệt bề mặt, có tính dẫn nhiệt cao và được làm bằng màng polymer than chì có tính định hướng cao.Ngoài các phương pháp truyền thống, màng than chì tản nhiệt là vật liệu lý tưởng để quản lý tản nhiệt, tản nhiệt của các thiết bị điện trong khu vực hạn chế hoặc tản nhiệt của các thiết bị điện phụ trợ.

4. Đặc tính của màng than chì tản nhiệt

1).Độ dẫn nhiệt tuyệt vời: 700-1300 w/(mk) (gấp 2-4 lần đồng và 3-6 lần nhôm), khả năng chịu nhiệt thấp hơn 40% so với nhôm và thấp hơn 20% so với đồng.

2).Trọng lượng nhẹ: 0,75-2,1 g/cm3 (1/4 đến 1/10 đồng và 1/1,3 đến 1/3 nhôm).

3).Khả năng chịu nhiệt thấp, mềm và dễ cắt (có thể uốn cong nhiều lần).

4).Độ siêu mỏng: độ dày (0,025-0,1mm).

5).Bề mặt có thể kết hợp với các vật liệu khác như kim loại, nhựa, tự dính để đáp ứng nhiều chức năng và nhu cầu thiết kế hơn.

5. Tấm than chì là gì?

Tấm than chì là một vật liệu dẫn nhiệt và tản nhiệt mới.Nó dẫn nhiệt đồng đều theo cả hai hướng;che chắn các nguồn nhiệt và linh kiện, đồng thời cải thiện hiệu suất của các sản phẩm điện tử tiêu dùng.Chúng tôi cũng gọi nó là lá than chì, màng than chì, giấy than chì hoặc băng than chì.

Nguyên lý tản nhiệt của tấm tản nhiệt than chì

Hệ thống quản lý nhiệt điển hình bao gồm thiết bị làm mát bên ngoài, bộ tản nhiệt và bộ phận nhiệt.Chức năng quan trọng của bộ tản nhiệt là tạo ra diện tích bề mặt hiệu quả tối đa mà trên đó nhiệt được truyền và lấy đi bởi phương tiện làm mát bên ngoài.Tấm tản nhiệt than chì có thể truyền nhiệt hiệu quả bằng cách phân phối nhiệt đều trong mặt phẳng hai chiều để đảm bảo các bộ phận hoạt động ở nhiệt độ mà chúng phải chịu.

Hình 1 Sơ đồ khuếch tán nhiệt của tấm tản nhiệt than chì TCGS-S

Sau đây là mối quan hệ của một số vật liệu và nhiệt ba thông số quan trọng (độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng và mật độ) của giá trị tham chiếu:

Vật liệu Độ dẫn nhiệt (W/mK) Nhiệt dung riêng (J/kg.K) Mật độ (g/cm3)

Nhôm 200 880 2.7

Đồng 380 385 8.96

Than chì Ngang 100~1500, dọc 5~20 710 0,7 ~ 2,1

Độ dẫn nhiệt rất dễ hiểu, cách hiểu phổ biến là tốc độ dẫn nhiệt, đối với khả năng tản nhiệt tất nhiên càng nhanh càng tốt, giá trị càng lớn thì càng tốt, ngược lại đối với vật liệu cách nhiệt.

Đây là thông số về độ dẫn nhiệt:

Độ dẫn nhiệt của các vật liệu khác nhau (hướng ab)

Kim cương

Tấm than chì 25um

Tấm than chì 70um

Tấm than chì 100um

Đồng

Nhôm

Hợp kim oxit magiê

Thép không gỉ

Tấm dẫn nhiệt

Độ dẫn nhiệt W/(mK)

Từ dữ liệu trên hình, có thể kết luận rằng độ dẫn nhiệt theo chiều ngang của màng tản nhiệt than chì có ưu điểm lớn so với vật liệu tản nhiệt truyền thống.Đồng thời, chúng ta cũng cần lưu ý rằng than chì có tác dụng cách nhiệt tốt đối với thông số này vì độ dẫn nhiệt theo chiều dọc của nó chỉ từ 5-20W/mk (như hình bên dưới).Nhiệt được khuếch tán tốt và phân bố đều, do đó loại bỏ các điểm nóng cục bộ và tránh quá nhiệt cục bộ.

So sánh thông số giữa màng tản nhiệt than chì và vật liệu tản nhiệt truyền thống (độ dẫn nhiệt)

Bây giờ chúng ta hãy xem thông số thứ hai: nhiệt dung riêng.Thông số này biểu thị lượng nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ của vật liệu thêm 1oC mỗi KG.Vì vậy, đối với bộ tản nhiệt, nhiệt dung riêng càng cao thì càng tốt, vì nhiệt dung riêng của bộ tản nhiệt càng lớn thì nhiệt độ tăng sau khi hấp thụ nhiệt càng thấp, tức là nhiệt dung riêng càng lớn.Từ thông số này, than chì gần bằng nhôm, gần gấp đôi so với đồng.Sự hiểu biết phổ biến là tương đương với khả năng lưu trữ nhiệt, nhưng cũng không tản nhiệt.Khi nhiệt lượng sinh ra không lớn thì nhiệt dung riêng càng lớn thì càng tốt vì mức độ tăng nhiệt độ càng thấp.Tuy nhiên, khi nhiệt tiếp tục tăng nhanh thì nhiệt dung riêng ít ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt.

So sánh thông số giữa màng tản nhiệt than chì và vật liệu tản nhiệt truyền thống (nhiệt dung riêng)

Một môi trường ứng dụng khác có thể không liên quan gì đến nhiệt.Vì than chì mềm nên bộ tản nhiệt dạng màng cần được gắn vào một mặt phẳng.Tức là về cơ bản nó cần được gắn vào một số bộ phận.Đây là lý do tại sao chúng ta thấy nó chủ yếu trên tấm chắn, bề mặt PCB trống và đế LED.Đồng thời, do tính dẫn nhiệt tốt nên nó còn có thể phát huy tác dụng che chắn rất tốt.

Để thích ứng tốt hơn với bề mặt dao động của các thiết bị điện tử và mô-đun mạch, cần phải xử lý các tấm dẫn nhiệt bằng than chì.Các phương pháp chế biến chính là: 1. Gum.2. Phim quay lại.Căn cứ vào nhu cầu thực tế của sản phẩm để lựa chọn phương pháp chế biến phù hợp.

Xử lý kẹo cao su: Để bám dính tốt hơn với IC và PCB, quá trình xử lý kẹo cao su được thực hiện trên bề mặt tấm than chì dẫn nhiệt.

Gia công kẹo cao su màng tản nhiệt than chì

Xử lý màng sau: Trong một số thiết kế mạch cần cách nhiệt hoặc cách nhiệt, để đạt được tối ưu hóa chức năng tốt hơn, quá trình xử lý màng sau được thực hiện trên bề mặt của tấm than chì.

Xử lý màng sau của màng tản nhiệt than chì

Với sự tăng tốc của việc nâng cấp các sản phẩm điện tử và nhu cầu quản lý tản nhiệt của các thiết bị điện tử thu nhỏ, tích hợp cao và hiệu suất cao ngày càng tăng, Dasen đã giới thiệu một công nghệ tản nhiệt mới cho các sản phẩm điện tử, tức là một giải pháp tản nhiệt vật liệu than chì mới .Giải pháp than chì nhân tạo mới này có đặc điểm là hiệu quả tản nhiệt cao, chiếm dụng nhỏ và trọng lượng nhẹ.Nó dẫn nhiệt đều theo hai hướng, loại bỏ các khu vực 'điểm nóng', che chắn các nguồn nhiệt và linh kiện, đồng thời cải thiện hiệu suất của các sản phẩm điện tử tiêu dùng.Được sử dụng rộng rãi trong PDP, TV LCD, Notebook PC, UMPC, Màn hình phẳng, MPU, Máy chiếu, Bộ nguồn, đèn LED và các sản phẩm điện tử khác vật liệu tản nhiệt than chì.Vật liệu tản nhiệt than chì đã được sử dụng rộng rãi trong ngành truyền thông, thiết bị y tế và tản nhiệt khác.

Một số hình ảnh ứng dụng sản phẩm:

Ứng dụng trên iPhone

Ứng dụng trên điện thoại di động Samsung

Ứng dụng trên điện thoại HTC

Ứng dụng trên điện thoại Xiaomi

Ứng dụng trên laptop SONY VAVIO