石墨烯解决了半导体散热的问题,是利用了石墨烯的什么特点

石墨烯解决了半导体散热的问题,是利用了石墨烯的什么特点,第1张

石墨烯是一种新发现的材料,它的物理性质是拉力好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等,根据它的这些特性我们就能知道它的用途.

石墨烯具有优良导热性,故适合做交通信号灯和电动汽车中使用的半导体材料

石墨散热片( TCGS-S : Thermal Flexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物。薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到

(TCGS-S)石墨化薄膜,因为碳元素是非金属元素,但却有金属材料的导电、导热性能,还具有象有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等一些良好的工艺性能,因此,在电子、通信、照明、航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用。

石墨散热片的散热原理:

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。而散热片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冷却媒介带走。石墨散热片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,保证组件在所承受的温度下工作。

不同导热性能的材料在生活中用途也是不一样的。

1、相变材料

这种材料是采用加有导热填料的硅或其他聚合树脂。它既有油脂的高热性能,又有垫片的易处理性和即撕即粘的特点。

当温度上升到熔点温度时(45℃~55℃),相变材料就会变软,类似于油脂,流动于整个接触表面,这种液体的流动将排除所有因接触表面粗糙而产生的空隙。以达到接触表面完全接触的理想状态,使接触热阻降到最低。这些材料已经广泛使用在微处理器,中央控制器,图形处理器,芯片组,功率放大器和开关电源,展示出非常出色的导热性能和高可靠性。

2、导热石墨片

导热石墨片散热效率高、占用空间小、重量轻,沿两个方向均匀导热,消除热点区域,屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能导热系数高达水平导热150-1200W/M.K,垂直导热20-30W/M.K,比金属的导热还好,耐高温400℃,低热阻:热阻比铝低40%,比铜低20%。质轻,比重只有1.0-1.3柔软,容易 *** 作,颜色黑色,厚度0.1-1.0MM,可按要求背胶,此产品导电需注意,主要用途:应用于笔记本电脑、大功率LED照明、平板显示器、数码摄像机、移动通信产品等.

3、导热粘合带

导热粘合带是采用了导热填料的丙烯霜基或硅基的压敏粘合剂。这种材料使用非常方便,不需要机械夹紧力。它依靠表面PSA粘合散热装置和热源表面。导热性能主要看表面接触面积大小。广泛用于LED日光灯、LED面板灯、LED背光源TV等.

4、填缝材料导热硅胶片

填缝材料是一种非常软的可导热的硅d性体,主要用于半导体组件和散热表面之间的又大又多变的间隙导热情况,不需要任何压力填充器件或组件之间的间隙,导热硅胶片具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性,专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位间的热传递,同时还起到绝缘、减震、密封等作用,能够满足设备小型化及超薄化的设计要求,是极具工艺性,且厚度适用范围广,是一种极佳的导热填充材料而被广泛应用于电器设备。

5、有机硅导热灌封胶

现场成型化合物是活性的两组件式硅RTV,可以用于在组件和冷表面之间的距离可变时形成的热路径。它们分散到组件中,导出外壳箱体,可以立即填充复杂的几何体,然后就地固化。起到导热、绝缘、防水、密封、防震等作用。

6、绝缘垫片

绝缘垫片具有高导热系数,高电介质强度,高体积电阻率的特点。采用硅粘合剂提供高温稳定性和电绝缘特性,采用玻璃网加固物提供切穿阻力。这种材料安装时需要较大的夹紧力以减少接触热阻。

7、热油脂

热油脂是采用加有导热填料的硅或者茎基由。热油脂是一种导热粘性液体,通常使用钢印或者丝印技术印到散热器上。油脂具有良好的表面侵润特性,容易流入界面上的空隙中进行填充,甚至在较低的压力下也会产生很低的热阻抗。

以上就是不同导热性能的材料在生活中用途的实际案例,希望能帮助到您。

平板散热

1 半导体散热器: 现在很多游戏手机也用这个,效果还可以。手机一般是用有卡扣的那种,但是ipad太大了,没那么大的卡扣,所以得用无卡扣版本,对准平板soc的位置,直接贴上去,像下面照片这样的,用了之后感觉明显背板不那么烫了。这种散热的优点是能使温度降到非常理想的室温以下;并且可以通过使用闭环温控电路精确调整温度,温度最高可以精确到0.1度;可靠性高,使用固体器件致冷,不会对CPU有磨损;使用寿命长。

半导体散热为什么那么有效?他的基本原理是:通过金属导流片链接,他们产生的能量来自晶管的热能,于是在导流片上吸热,而在另一端放热,通过这种高温差的方式来散热。只要高温端的热量能有效的散发掉,则低温端就不断地被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。 利用这种温差现象,配合风冷/水冷对高温端进行降温,使得制冷片的散热效果强劲,但是让制冷片全速运作的前提是供电必须要稳定(一搬要几时W的功率),或者你需要为制冷片单独设立一个供电设备,这样成本较高,如果高温端的散热达不到要求可能会对芯片半导体造成损坏。所以一般半导体散热都被应用于总体功耗比较低的设备中,比如平板和手机这样的移动设备,或者surfacego,一般都是那种功耗10w左右的u,效果比较明显。

当然缺点也很明显,CPU周围可能会结露,有可能会造成主板短路;造成安装比较困难,需要具务一定的实际 *** 作技能,比较好的方法是让半导体制冷器的冷面工作在20℃左右会比较好。不过现在的半导体散热都是为低功耗设计的,没有那么容易结水。

2 支架+小风扇:如果不是捧在手上玩的,比如手柄玩家,或者渲染用户,可以推荐用支架把ipad立起来,再拿小风扇直吹,我这里面用的是笔记本电脑支架。

3 水冷散热:一般的ipad水冷,就是把冷头对准soc位置贴上去,散热效果多数情况下比半导体散热要好。缺点也很明显,打个游戏桌子上摆那么多东西,像在挂瓶一样,这么不方便为什么不选择玩电脑,看别人的效果图,我是被劝退了。个人感觉10w的soc真的没必要上水冷,总不可能拿平板来超频吧?

4 添加热管:这个是最硬核的,不建议给新的ipad pro用,老机子可以尝试,用薄款的热管,置换后散热会改善很多。缺点是ipad重量变大一些,并且存在翻车风险,没有拆机经验的小白慎用。由于ipad里面空间有限,所以可以不像笔记本呢电脑那样用导热胶,可以考虑直接石墨烯散热片来黏贴固定。


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