FILM DE DISSIPATION THERMIQUE EN GRAPHITE

Contenu

1. Préface

2. Qu'est-ce qu'un film de dissipation thermique en graphite

3. Classification du graphite

4. Caractéristiques du film de graphite dissipant la chaleur

5. Qu'est-ce qu'une feuille de graphite

6. Application de matériaux en graphite

1. Préface

Avec le développement d'appareils et de produits électroniques dans le domaine de la haute intégration et du haut calcul, la puissance dissipée est doublée et la dissipation thermique devient un problème urgent à résoudre.

Le 16 septembre 2011, le téléphone mobile Xiaomi a tenu une conférence à Pékin 798. Lors de la réunion, Lei Jun, PDG de Xiaomi Technology, a déclaré que la dissipation thermique est essentielle car les téléphones mobiles Xiaomi utilisent des processeurs dual-core 1.5G et de grands écrans.

Comment résoudre ce problème?

Le film de dissipation thermique en graphite peut résoudre efficacement le problème de chauffage causé par la haute performance.

2. Qu'est-ce qu'un film de dissipation thermique en graphite ?

Tout d’abord, regardons quelque chose comme le graphite.Le graphite est un allotrope de carbone élémentaire.Chaque atome de carbone est entouré de trois autres atomes de carbone (disposés en hexagones en forme de nid d'abeilles) qui sont liés de manière covalente pour former une molécule covalente.

En raison de sa structure particulière, le graphite possède les propriétés particulières suivantes : a) résistance aux températures élevées ;b) conductivité et conductivité thermique ;c) pouvoir lubrifiant ;d) stabilité chimique ;e) plasticité ;f) résistance aux chocs thermiques.

3. Classification du graphite

1).Graphite naturel

Les propriétés technologiques du graphite dépendent principalement de sa morphologie cristalline.Les minéraux graphites sous différentes formes cristallines ont des valeurs et des utilisations industrielles différentes.Dans l'industrie, selon différentes formes cristallines, le graphite naturel est divisé en trois catégories : le graphite en blocs, le graphite en paillettes et le graphite cryptocristallin.

2).Graphite artificiel

En général, tous les matériaux graphite obtenus par traitement à haute température par carbonisation organique et graphitisation peuvent être appelés graphite artificiel, comme la fibre de carbone, le carbone pyrolytique et le graphite mousse.Au sens étroit, le graphite artificiel fait généralement référence à des matériaux solides en vrac, tels que des électrodes de graphite, du graphite isostatique, qui sont préparés par mélange, malaxage, façonnage, carbonisation et graphitisation avec du carbone à faible impureté comme agrégat et du brai de goudron de houille comme liant.

Le graphite artificiel est généralement formé par vibration, extrusion, moulage et pressage isostatique.

Le film de graphite dissipant la chaleur est un GTS très fin, un matériau conducteur thermique complet, également connu sous le nom de film de graphite thermoconducteur, feuille de graphite thermoconductrice, feuille de dissipateur thermique en graphite, etc., qui offre une possibilité de développement de produits électroniques minces. .Le film de graphite dissipant la chaleur présente de bonnes propriétés de retraitement et peut être composé ou collé avec d'autres matériaux de film tels que le PET, en fonction de son utilisation.Le matériau est élastique, peut être coupé et estampé dans une forme arbitraire et peut être plié plusieurs fois.Il convient à une conduction thermique rapide d'une source de chaleur ponctuelle à une source de chaleur de surface, possède une conductivité thermique élevée et est constitué d'un film polymère de graphite hautement orienté.En plus des méthodes traditionnelles, le film de graphite de dissipation thermique est un matériau idéal pour la gestion de la dissipation thermique, la dissipation thermique des dispositifs d'alimentation dans des zones limitées ou la dissipation thermique des dispositifs d'alimentation auxiliaires.

4. Caractéristique du film de graphite dissipant la chaleur

1).Excellente conductivité thermique : 700-1300 w/(mk) (2 à 4 fois plus que le cuivre et 3 à 6 fois plus que l'aluminium), résistance thermique 40 % inférieure à celle de l'aluminium et 20 % inférieure à celle du cuivre.

2).Poids léger : 0,75-2,1 g/cm3 (1/4 à 1/10 de cuivre et 1/1,3 à 1/3 d'aluminium).

3).Faible résistance thermique, doux et facile à couper (peut se plier à plusieurs reprises).

4).Ultramince : épaisseur (0,025-0,1 mm).

5).La surface peut être combinée avec d'autres matériaux tels que le métal, le plastique, l'autocollant pour répondre à davantage de fonctions et de besoins de conception.

5. Qu'est-ce qu'une feuille de graphite ?

La feuille de graphite est un nouveau matériau conducteur et dissipant la chaleur.Il conduit la chaleur uniformément dans les deux sens ;protège les sources de chaleur et les composants et améliore les performances des produits électroniques grand public.Nous l'appelons également feuille de graphite, film de graphite, papier graphite ou ruban graphite.

Principe de dissipation thermique de la feuille de dissipateur thermique en graphite

Un système de gestion thermique typique est composé d'un dispositif de refroidissement externe, d'un radiateur et d'une section thermique.La fonction importante du radiateur est de créer la surface effective maximale sur laquelle la chaleur est transférée et évacuée par un fluide de refroidissement externe.La feuille de dissipateur thermique en graphite peut transférer efficacement la chaleur en distribuant la chaleur uniformément dans un plan bidimensionnel pour garantir que les composants fonctionnent à la température à laquelle ils sont soumis.

Fig. 1 Diagramme de diffusion thermique de la feuille de dissipateur thermique en graphite TCGS-S

Voici la relation entre plusieurs matériaux et la chaleur de trois paramètres importants (conductivité thermique, capacité thermique spécifique et densité) de la valeur de référence :

Matériel Conductivité thermique (W/mK) Capacité thermique spécifique (J/kg.K) Densité (g/cm3)

Aluminium 200 880 2.7

Cuivre 380 385 8.96

Graphite Horizontale 100~1500, verticale 5~20 710 0,7 ~ 2,1

La conductivité thermique est très facile à comprendre, la compréhension populaire est la vitesse de conduction thermique, pour la dissipation thermique, bien sûr, plus vite sera le mieux, plus la valeur du mieux est grande, l'inverse pour les matériaux d'isolation thermique.

Il s'agit d'un paramètre de conductivité thermique :

Conductivité thermique de divers matériaux (direction ab)

diamant

Feuille de graphite 25um

Feuille de graphite 70um

Feuille de graphite 100um

Cuivre

Aluminium

Alliage d'oxyde de magnésium

Acier inoxydable

Feuille de conduction thermique

Conductivité thermique W/(mK)

À partir des données présentées sur la figure, on peut conclure que la conductivité thermique horizontale du film de dissipation thermique en graphite présente de grands avantages par rapport à celle des matériaux de dissipation thermique traditionnels.Dans le même temps, il convient également de noter que le graphite a un bon effet d'isolation thermique sur ce paramètre car sa conductivité thermique verticale n'est que de 5 à 20 W/mk (comme le montre la figure ci-dessous).La chaleur est bien diffusée et uniformément répartie, éliminant ainsi les points chauds locaux et évitant les surchauffes locales.

Comparaison des paramètres entre le film de dissipation thermique en graphite et le matériau de dissipation thermique traditionnel (conductivité thermique)

Examinons maintenant le deuxième paramètre : la capacité thermique spécifique.Ce paramètre représente la chaleur nécessaire pour augmenter la température du matériau de 1℃ par KG.Ainsi, pour le radiateur, plus la capacité thermique spécifique est élevée, mieux c'est, car plus la capacité thermique spécifique du radiateur est grande, plus la température augmente après avoir absorbé la chaleur, c'est-à-dire plus la capacité thermique spécifique est grande.A partir de ce paramètre, le graphite est proche de l'aluminium, presque deux fois plus que le cuivre.La compréhension populaire équivaut à la capacité de stockage de chaleur, mais ne dissipe pas non plus la chaleur.Lorsque la production de chaleur n’est pas très importante, plus la capacité thermique spécifique est grande, mieux c’est, car le degré d’augmentation de la température est plus faible.Cependant, lorsque la chaleur continue d’augmenter rapidement, la capacité thermique spécifique a peu d’effet sur la dissipation thermique.

Comparaison des paramètres entre le film de dissipation thermique en graphite et le matériau de dissipation thermique traditionnel (capacité thermique spécifique)

Un autre environnement d'application peut n'avoir rien à voir avec la chaleur elle-même.En raison de la douceur du graphite, le radiateur en forme de film doit être fixé à un plan.C’est-à-dire qu’il doit essentiellement être attaché à certaines pièces.C'est pourquoi nous le voyons principalement sur le blindage, la surface vide du PCB et le substrat LED.En même temps, en raison de sa bonne conductivité thermique, il peut également jouer un très bon effet de blindage.

Afin de mieux s'adapter à la surface fluctuante des appareils électroniques et des modules de circuits, il est nécessaire de traiter des feuilles conductrices thermiques en graphite.Les principales méthodes de transformation sont : 1. Gomme.2. Film arrière.En fonction de la demande réelle du produit, choisissez la méthode de traitement appropriée.

Traitement de la gomme : Pour une meilleure adhérence aux circuits intégrés et aux PCB, un traitement de la gomme est effectué sur la surface de la feuille de graphite thermoconductrice.

Traitement de la gomme de film de dissipation thermique en graphite

Traitement du film arrière : Dans certaines conceptions de circuits nécessitant une isolation ou une isolation thermique, afin d'obtenir une meilleure optimisation du fonctionnement, un traitement du film arrière est effectué sur la surface des feuilles de graphite.

Traitement du film arrière du film de dissipation thermique en graphite

Avec l'accélération de la mise à niveau des produits électroniques et la demande croissante de gestion de la dissipation thermique des appareils électroniques miniatures, hautement intégrés et hautes performances, Dasen a introduit une nouvelle technologie de dissipation thermique pour les produits électroniques, c'est-à-dire une nouvelle solution de dissipation thermique des matériaux en graphite. .Cette nouvelle solution de graphite artificiel présente les caractéristiques d’une efficacité de dissipation thermique élevée, d’un petit espace d’occupation et d’un poids léger.Il conduit la chaleur uniformément dans deux directions, élimine les zones de « points chauds », protège les sources de chaleur et les composants et améliore les performances des produits électroniques grand public.Largement utilisé dans les PDP, les téléviseurs LCD, les ordinateurs portables, les UMPC, les écrans plats, les MPU, les projecteurs, les alimentations, l'éclairage LED et d'autres produits électroniques, matériaux de dissipation thermique en graphite.Les matériaux de dissipation thermique en graphite ont été largement utilisés dans l'industrie de la communication, les équipements médicaux et autres dissipations thermiques.

Quelques photos de l'application du produit :

Application sur iPhone

Application sur téléphone mobile Samsung

Application sur téléphone mobile HTC

Application sur téléphone mobile Xiaomi

Application sur ordinateur portable SONY VAVIO