關鍵詞:5G,TIM, EMI ,EMC, 絕緣, 透波,高導熱,國產新材料
導語:隨著電子設備的性能和功能的提高,每個設備產生的熱量增加,熱量有效地散發(fā)、消散和冷卻熱量很重要。對于5G智能手機和AR/VR設備等高性能移動產品,由于采用高性能IC和追求減輕重量的高度集成設計,導致散熱部件的安裝空間受到限制,因此利用高導熱墊片和導熱凝膠等TIM材料來更好地散熱。
氮化硼導熱硅膠墊片
一
氮化硼簡介
氮化硼是由氮原子和硼原子所構成的晶體。化學組成為43.6%的硼和56.4%的氮,具有四種不同的變體:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纖鋅礦氮化硼(WBN)。
氮化硼問世于100多年前,最早的應用是作為高溫潤滑劑的六方氮化硼,不僅其結構而且其性能也與石墨極為相似,且自身潔白,所以俗稱:白石墨。
氮化硼(BN)陶瓷是早在1842年被人發(fā)現的化合物。國外對BN材料從第二次世界大戰(zhàn)后進行了大量的研究工作,直到1955年解決了BN熱壓方法后才發(fā)展起來的。美國金剛石公司和聯合碳公司首先投入了生產,1960年已生產10噸以上。
1957年R·H·Wentrof率先試制成功CBN,1969年美國通用電氣公司以商品Borazon銷售,1973年美國宣布制成CBN刀具。
1975年日本從美國引進技術也制備了CBN刀具。
1979年首次成功采用脈沖等離子體技術在低溫低壓卜制備崩c—BN薄膜。
20世紀90年代末,人們已能夠運用多種物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)的方法制備c-BN薄膜。
從中國國內看,發(fā)展突飛猛進,1963年開始BN粉末的研究,1966年研制成功,1967年投入生產并應用于我國工業(yè)和尖端技術之中。
物質特性:
CBN通常為黑色、棕色或暗紅色晶體,為閃鋅礦結構,具有良好的導熱性。硬度僅次于金剛石,是一種超硬材料,常用作刀具材料和磨料。
氮化硼具有抗化學侵蝕性質,不被無機酸和水侵蝕。在熱濃堿中硼氮鍵被斷開。1200℃以上開始在空氣中氧化。真空時約2700℃開始分解。微溶于熱酸,不溶于冷水,相對密度2.29。壓縮強度為170MPa。在氧化氣氛下最高使用溫度為900℃,而在非活性還原氣氛下可達2800℃,但在常溫下潤滑性能較差。氮化硼的大部分性能比碳素材料更優(yōu)。對于六方氮化硼:摩擦系數很低、高溫穩(wěn)定性很好、耐熱震性很好、強度很高、導熱系數很高、膨脹系數較低、電阻率很大、耐腐蝕、可透微波或透紅外線。
物質結構:
氮化硼六方晶系結晶,最常見為石墨晶格,也有無定形變體,除了六方晶型以外,氮化硼還有其他晶型,包括:菱方氮化硼(r-BN)、立方氮化硼(c-BN)、纖鋅礦型氮化硼(w-BN)。人們甚至還發(fā)現像石墨稀一樣的二維氮化硼晶體。
通常制得的氮化硼是石墨型結構,俗稱為白色石墨。另一種是金剛石型,和石墨轉變?yōu)榻饎偸脑眍愃?,石墨型氮化硼在高溫?800℃)、高壓(8000Mpa)[5~18GPa]下可轉變?yōu)榻饎傂偷稹J切滦湍透邷氐某膊牧?,用于制作鉆頭、磨具和切割工具。
應用領域:
1. 金屬成型的脫模劑和金屬拉絲的潤滑劑。
2. 高溫狀態(tài)的特殊電解、電阻材料。
3. 高溫固體潤滑劑,擠壓抗磨添加劑,生產陶瓷復合材料的添加劑,耐火材料和抗氧化添加劑,尤其抗熔融金屬腐蝕的場合,熱增強添加劑、耐高溫的絕緣材料。
5. 壓制成各種形狀的氮化硼制品,可用做高溫、高壓、絕緣、散熱部件。
6. 航天航空中的熱屏蔽材料。
7. 在觸媒參與下,經高溫高壓處理可轉化為堅硬如金剛石的立方氮化硼。
8. 原子反應堆的結構材料。
9. 飛機、火箭發(fā)動機的噴口。
10.高壓高頻電及等離子弧的絕緣體。
11.防止中子輻射的包裝材料。
12.由氮化硼加工制成的超硬材料,可制成高速切割工具和地質勘探、石油鉆探的鉆頭。
13.冶金上用于連續(xù)鑄鋼的分離環(huán),非晶態(tài)鐵的流槽口,連續(xù)鑄鋁的脫模劑。
14.做各種電容器薄膜鍍鋁、顯像管鍍鋁、顯示器鍍鋁等的蒸發(fā)舟。
15.各種保鮮鍍鋁包裝袋等。
16.各種激光防偽鍍鋁、商標燙金材料,各種煙標,啤酒標、包裝盒,香煙包裝盒鍍鋁等等。
17.化妝品用于口紅的填料,無毒又有潤滑性,又有光澤。
前景:
由于鋼鐵材料硬度很高,因而加工時會產生大量的熱,金剛石工具在高溫下易分解,且容易與過渡金屬反應,而c-BN材料熱穩(wěn)定性好,且不易與鐵族金屬或合金發(fā)生反應,可廣泛應用于鋼鐵制品的精密加工、研磨等。c-BN除具有優(yōu)良的耐磨性能外,耐熱性能也極為優(yōu)良,在相當高的切削溫度下也能切削耐熱鋼、鐵合金、淬火鋼等,并且能切削高硬度的冷硬軋輥、滲碳淬火材料以及對刀具磨損非常嚴重的Si-Al合金等。實際上,由c-BN晶體(高溫高壓合成)的燒結體做成的刀具、磨具已應用于各種硬質合金材料的高速精密加工中。
c-BN作為一種寬禁帶(帶隙6.4 eV)半導體材料,具有高熱導率、高電阻率、高遷移率、低介電常數、高擊穿電場、能實現雙型摻雜且具有良好的穩(wěn)定性,它與金剛石、SiC和GaN一起被稱為繼Si、Ge及GaAs之后的第三代半導體材料,它們的共同特點是帶隙寬,適用于制作在極端條件下使用的電子器件。與SiC和GaN相比,c-BN與金剛石有著更為優(yōu)異的性質,如更寬的帶隙、更高的遷移率、更高的擊穿電場、更低的介電常數和更高的熱導率。顯然作為極端電子學材料,c-BN與金剛石更勝一籌。然而作為半導體材料金剛石有它致命的弱點,即金剛石的n型摻雜十分困難(其n型摻雜的電阻率只能達到102Ω·cm,遠遠未達到器件標準),而c-BN則可以實現雙型摻雜。例如,在高溫高壓合成以及薄膜制備過程中,添加Be可得到P型半導體;添加S、C、Si等可得到n型半導體。因此綜合看來c-BN是性能最為優(yōu)異的第三代半導體材料,不僅能用于制備在高溫、高頻、大功率等極端條件下工作的電子器件,而且在深紫外發(fā)光和探測器方面有著廣泛的應用前景。事實上,最早報道了在高溫高壓條件下制成的c-BN發(fā)光二極管,可在650℃的溫度下工作,在正向偏壓下二極管發(fā)出肉眼可見的藍光,光譜測量表明其最短波長為215 nm(5.8 eV)。c-BN具有和GaAs、Si相近的熱膨脹系數,高的熱導率和低的介電常數,絕緣性能好,化學穩(wěn)定性好,使它成為集成電路的熱沉材料和絕緣涂覆層。此外c-BN具有負的電子親和勢,可以用于冷陰極場發(fā)射材料,在大面積平板顯示領域具有廣泛的應用前景。
在光學應用方面,由于c-BN薄膜硬度高,并且從紫外(約從200 nm開始)到遠紅外整個波段都具有高的透過率,因此適合作為一些光學元件的表面涂層,特別適合作為硒化鋅(ZnSe)、硫化鋅(ZnS)等窗口材料的涂層。此外,它具有良好的抗熱沖擊性能和商硬度,有望成為大功率激光器和探測器的理想窗窗口材料。
二
氮化硼導熱硅膠墊片
(一)簡介Introduction
氮化硼導熱硅膠墊片是針對絕緣導熱低介電市場應用開發(fā),主要應用在發(fā)熱器件和散熱片或金屬片填充散熱作用,具有柔韌性、彈性特征貼附性好可以使熱量充分傳導到金屬外殼或PCB擴散板上,提高電子部件的使用效率和壽命。適合5G射頻芯片、毫米波天線領域最為有效額熱界面材料之一。
(二)特性 Features
高導熱;
高絕緣;
高柔韌性;
透電磁波;
低介電;
低損耗。
(三)性能參數 Properties
(四)氮化硼導熱硅膠墊片の柔韌性測試視頻 Test Video
什么是導熱墊片?
導熱墊片是填充發(fā)熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙,它們的柔性、彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面。熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上,從而能提高發(fā)熱電子組件的效率和使用壽命。
在墊片的使用中,壓力和溫度二者是相互制約的,隨著溫度的升高,在設備運轉一段時間后,墊片材料發(fā)生軟化、蠕變、應力松弛現象,機械強度也會下降,密封的壓力降低。
在墊片的使用中,壓力和溫度二者是相互制約的,隨著溫度的升高,在設備運轉一段時間后,墊片材料發(fā)生軟化、蠕變、應力松弛現象,機械強度也會下降,密封的壓力降低。反之亦然。例如,手冊上列舉高壓石棉橡膠板XB450在水、蒸汽介質中,使用溫度450℃、壓力<6MPa(該材料作密封性能試驗時,在440℃~450℃、12MPa的蒸汽中保壓30分鐘)。但是在長期實際使用中,溫度若達到450℃,所能密封的壓力僅0.3~0.4MPa。對于滲透性強的氣體介質則僅有0.1~0.2MPa。
有機硅導熱墊片一般的特性:
(1)有良好的彈性和恢復性,能適應壓力變化和溫度波動;
(2)有適當的柔軟性,能與接觸面很好地貼合;
(3)不污染工藝介質;
(4)有足夠的韌性而不因壓力和緊固力造成破環(huán);
(5)低溫時不硬化,收縮量?。?/span>
(6)加工性能好,安裝、壓緊方便;
(7)不粘結密封面、拆卸容易;
(8)成本有競爭力,使用壽命長。
碳纖維導熱墊片
5G時代對電子產品的功能要求越來越高,對導熱散熱系統也提出了更加嚴苛的要求,很多制造商和材料廠家紛紛尋求導熱系數更高的材料,碳纖維導熱片逐漸被開發(fā)并導入市場。碳纖維導熱片是一種以導熱碳纖維為主要填料的導熱絕緣片,用于發(fā)熱元器件和散熱器之間,通過填充兩者縫隙之間的空氣,使得電子設備的熱量加速導出,從而保證電子產品的性能和壽命。導熱碳纖維是一種高導熱碳纖維材料,在纖維方向上的導熱系數可以超過銅,同時具有良好的機械性能和優(yōu)異的導熱及輻射散熱能力,由這種碳纖維制成的纖維狀高導熱碳粉本身呈纖維狀,可以設計導熱取向,這是區(qū)別于以往的導熱材料最大的不同和優(yōu)勢。
傳統導熱材料與碳纖維導熱材料的區(qū)別: 與現在市場上常用的導熱硅膠墊片相比,碳纖導熱墊片在熱阻、導熱系數、易用性、阻燃等級和墊片壽命這幾個關鍵參數上均有巨大突破,常用于便攜電子設備的散熱系統。碳纖導熱墊片因其導熱系數超高、質量輕、耐腐蝕、高模量、密度低、抗氧化、非氧化環(huán)境下耐超高溫、可反復使用、無硅油析出、干燥不粘膩、易施工等特性,適用于各類發(fā)熱密度高、尺寸精度要求高的設備部件,是不可替代的重要散熱系統部件,對于降低尖端設備的生產成本,促進高科技含量電子產品的技術革新具有顛覆性推動作用。
導熱墊片的應用領域:
·航天航空、軍工及汽車電子冷卻發(fā)熱元件,如電子器件、半導體存儲器件等;
·通用變頻器、醫(yī)療設備、DSC;
·汽車電子、如車載攝像頭、電機控制單元、汽車導航、汽車照明(LED);
·激光HUD 光源;
·3C消費品及手持電子器件(如手機、平板、電腦、AR/VR等);
·基站、機箱、IGBT 模組。
導熱墊片的使用設計考慮因素:
在導熱墊設計時,需要考慮元芯片、散熱冷板、導熱墊和印制板等諸多因素,所以在導熱墊設計時要綜合考慮,一般情況下導熱墊可按照以下方法進行設計:
查詢芯片手冊,得到芯片的最大許用壓強;
導熱墊選型,確定選用的導熱墊的類型和導熱系數,得到導熱墊的壓縮應力曲線;
根據芯片最大許用壓強值結合導熱墊的壓縮應力曲線,得到導熱墊的最大壓縮率;
根據導熱墊的最大壓縮率,選擇導熱墊的厚度,從而得到導熱墊的預留間隙值,導熱墊壓縮率推薦不小于25%;
根據導熱墊的預留間隙值,設計散熱板尺寸,注意避免累積誤差和翹曲變形;
在根據元芯片厚度公差和車間加工水平,計算出芯片焊接后高度的變化范圍,對芯片焊接后高度的變化范圍劃分區(qū)間,根據不同區(qū)間選擇不同厚度的導熱墊。
使用導熱墊片的電子產品介紹
一、智能安防監(jiān)控產品
安防統屬于電子行業(yè)的范疇,是對現代計算機技術、集成電路應用技術、 網絡控制與傳輸技術和軟件技術的綜合利用。安防產品大致可以分為視頻監(jiān)控、門禁和防盜報警三大類。從“看得見”到“看得清”的轉變,再到如今的智能化,安防行業(yè)的主動性不斷增強,邊緣感知+智能化,也逐漸成為了智能安防行業(yè)的新目標,高度智能化的綜合安防時代已經來臨。
智能安防對圖像傳輸速度、清晰度、視頻存儲的時長及數據分析均提出了更高的要求。這種組合在提高視頻監(jiān)控儲存方案成本的同時,其電路系統的熱流密度和發(fā)熱量也日益升高,對整體智能安防解決方案的可管理性帶來了巨大的壓力。眾所周知,電子器件的工作溫度直接決定其使用壽命和穩(wěn)定性,散熱儼然成為電子行業(yè)中一項衡量產品性能的重要指標,尤其是監(jiān)控攝像機散熱。在實際應用中,如果散熱不良導致核心芯片溫度過高,易引發(fā)監(jiān)控畫面模糊、丟包、誤碼以及重啟等一系列熱故障問題。
攝像頭逐漸向1080P、4K、8K畫質等高端,高清像素靠攏,高清圖像處理和大數據運算等先進技術使得熱管理和EMI屏蔽問題日益凸顯。功耗和發(fā)熱量大且密閉環(huán)境,對整體散熱方案提出更高要求,導熱材料分子揮發(fā)以及硅油析出,硅遷移現象等對光學鏡頭影響重要;芯片耐溫較低成為散熱瓶頸,如何減小界面熱阻是熱設計中需要考慮重要因數。
為保證攝像機穩(wěn)定可靠運行,急需降低核心元件工作熱負荷,緩解電路板熱應力集中現象。諾豐電子的低揮發(fā)、高導熱、低滲油、超柔軟等高性能界面材料(導熱硅脂、導熱硅膠片、導熱膠帶等),經過高溫老化測試,為安防行業(yè)提供專業(yè)的熱管理解決方案,保證安防產品正常運行的安全性和長期運行的可靠性。
二、智能手機產品
智能手機芯片的主頻越來越高,會產生大量的熱量,過大的熱量會影響用戶的舒適感,同樣也可能會燒壞硬件。因此,各大廠商都會考慮智能手機如何散熱。
進入2019年以后,手機在未來剛需的推動之下,手機散熱再次成為市場新熱點。如小米旗下收主打游戲手機黑鯊手機,其配備了多級直觸一體式熱冷散熱系統,其主力散熱部分是銅片,只有中間細長部分有極少量內置液體;還有榮耀Note10,采用了The Nine熱冷散熱技術,在原來的八層散熱基礎上增加了液冷散熱層,并且采用了石墨貼導熱和熱管;此外,魅族16也采用了水冷散熱,還在處理器表層涂抹了導熱硅脂,進一步提升導熱功能!
隨著5G時代的來臨,手機散熱已經成為行業(yè)的熱點,在智能手機電池容量無法大幅度提高的情況下,除了研發(fā)降低能耗的方案以外,散熱對于智能手機而言的重要性進一步突出,此外,當前玻璃后蓋將成為市場主流,其散熱性能與金屬后蓋相比要差,這也是當前眾多玻璃后蓋手機采用了在玻璃后蓋上貼了石墨片的重要原因!據市場消息稱,華為5G手機有望采用0.4mm銅片并配合涂抹導熱硅脂填充縫隙作為手機核心散熱組件!
5G手機天線及射頻前端將發(fā)生較大變化,高頻段手機天線還有望采用有源方式,手機耗電量將大幅增加,散熱技術方案將至關重要,除了傳統的石墨散熱和液冷熱管散熱技術以外,未來還將會有的散熱技術誕生,包括一些新的散熱材料也將在智能手機中應用。
隨著散熱組件在手機和PC中的應用越來越廣,已經有眾多的企業(yè)布局了散熱組件和材料領域。隨著5G+物聯網時代的到來,未來手機的智能化程度以及人們對手機的依賴程度將不可同日而語,作為智能手機研發(fā)方向,散熱技術在智能手機中的應用將越重要,手機行業(yè)的散熱需求也將帶動散熱材料的變化和新技術的研究,越來越多的企業(yè)將在該領域中進行布局或產業(yè)升級。
三、電源適配器產品
電源適配器(Power adapter)是小型便攜式電子設備及電子電器的供電電源變換設備,廣泛配套于電話子母機、游戲機、語言復讀機、隨身聽、筆記本電腦、蜂窩電話等設備中。電源適配器一般由外殼、電源變壓器和整流電路組成,按其輸出類型可分為交流輸出型和直流輸出型;按連接方式可分為插墻式和桌面式。電源適配器被廣泛應用于工業(yè)自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表等各個領域。
由于電源適配器中使用了大量的大功率半導體器件,如整流橋堆、大電流整流管、大功率三極管或場效應管等器件,它們工作時會產生大量的熱量,電源溫度一旦超過75℃以上,如果不能把這些熱量及時地排出并使之處于一個合理的水平,將會影響電源適配器的正常工作,嚴重時還會損壞電源適配器。通常電源適配器廠家在設計生產時都會使用一些導熱絕緣材料幫助電源進行散熱,那么電源適配器散熱方案常用的導熱絕緣材料有哪些呢?
導熱灌封膠
導熱膠灌封分為分局部灌封和整體灌封,電源適配器內部凹凸不平又不規(guī)則,需要的是一種既可以完全包裹變壓器,又不能隨意移動的導熱材料。局部灌封一般會集中在發(fā)熱量較大,又無法用其他導熱材料替代的情況下。整體灌封是因為部分電源要長期在戶外工作,除了要解決散熱問題,還要考慮到電源的防水和密封性,所以戶外電源基本上都是采用整體灌封散熱。
導熱硅膠片
導熱硅膠片對于電源行業(yè)而言,其應用的比例通常較少,但是有時候也是必不可缺的,通常電源適配器關于導熱硅膠片的應用主要集中在PCB板上,一種特殊的應用和需求必將會有一種特殊的供給去滿足它,導熱硅膠片應用在PCB板上,具備高導熱效率、電氣絕緣、防震防刺穿等多種作用,能有效的為客戶端解決安規(guī)問題。
單組份硅膠
單組份硅膠通常應用于電源元器件的局部導熱,同時又能起到固定元件的作用,對于金屬與非金屬都具備著良好的附著力與密封性。
導熱矽膠布
一般都用在電源MOS管封裝上,常規(guī)標準件TO-220、TO-3P等,通常在硅膠片與MOS管上涂抹一層硅脂作為增加貼合性、降低熱阻的作用。
氧化鋁陶瓷
無論是導熱系數、耐溫范圍還是絕緣性能都遠超導熱矽膠布,可用于替代硅膠在MOS管的地位,對于TO-220、TO-3P系列都有標準件,需要通過涂抹硅脂增加與MOS管的接觸面積。
四、無線充電器產品
無線充電技術打破了傳統的連接線充電,是一種利用智能通電傳輸的無線充電技術,提高了充電的效率和便捷性;近幾年,手機無線充得到廣泛的認可,使用率也越來越高,一度成為手機充電行業(yè)的爆款產品。
無線充電是通過電磁感應原理工作的,既然是磁場切割方式就必然會產生熱量。無線充由于其體積小的原故,內部電子部件的工作溫度是需首要解決的,熱量不僅會影響無線充電器的效率,也會將熱量傳導給手機。為了更好地散熱,這就需要無線充外殼盡量用金屬材質而不是塑料材質,而導熱硅膠墊片恰恰提供了其散熱方案,解決了這一難題。
為了使散熱效率更好,無線充底部一般為一體的金屬材質加上導熱硅膠防震墊,這樣即可以為內部電子部件散熱打下良好的基礎,又能起到防滑防震不易磨損的效果。
在無線充內部線圈的部分,這塊部包括中間也是發(fā)熱集中的部分。所以線圈中間都會安裝一個溫度主探頭,用來確保充電器的使用溫度在安全溫度范圍內。
把線圈金屬基板的螺絲拆掉,就能看到產品的底殼的內部結構,底殼采用的是金屬一體成型,也是散熱的關鍵所在,使用金屬是為了更好的把產品內部的熱量通過底殼傳導到外部,使內部的工作溫度一直處理安全的狀態(tài),從而延遲產品使用壽命。
由于與底殼相連的是無線充的電路板,所有的元器件都集中在這塊PCB的一面,電路板都是不規(guī)則的整體,所以與底殼之間沒有辦法直接無縫連接,所以在底殼上貼上導熱硅膠墊片和導電泡棉來填充底殼與電路板之間的間隙,使電路板的熱量通過導熱硅膠墊片和導電泡棉導向底殼來使之散熱,也可起到電磁屏蔽的作用。
五、路由器產品
路由器主要是由存儲器、電源、傳輸媒介(也就是電纜)、CSU/DSU、供應商的媒介、CPU、接口、模塊等部分組成。隨著工作頻率和工作強度的增加,同時也為了節(jié)省成本和空間,路由器廠商生產的路由器體積越來越小,在這種情況下,散熱問題就成了工程師們最為頭痛的事情,為了解決路由器的散熱和穩(wěn)定性的問題,在路由器熱設計時,工程師們通常會用導熱硅膠片結合外殼來進行散熱。
采用導熱系數達到2.0W/mk;ShoreC測試硬度達35度;耐高溫,在-40~200℃環(huán)境下穩(wěn)定工作,絕緣性,壓縮性好;并符合環(huán)保要求的導熱硅膠片解決方案既能滿足客戶產品使用需求。
六、網絡機頂盒產品
數字視頻變換盒,通常稱作機頂盒或機上盒,是一個連接電視機與外部信號源的設備。它可以將壓縮的數字信號轉成電視內容,并在電視機上顯示出來。信號可以來自有線電纜、衛(wèi)星天線、寬帶網絡以及地面廣播。機頂盒接收的內容除了模擬電視可以提供的圖像、聲音之外,更在于能夠接收數字內容,包括電子節(jié)目指南、因特網網頁、字幕等等。使用戶能在現有電視機上觀看數字電視節(jié)目,并可通過網絡進行交互式數字化娛樂、教育和商業(yè)化活動,現在人們的生活水平越來越好,人們的生活越來越豐富,網絡電視機頂盒是這個時代新興的產品是便民,是時尚,是趨勢,是未來。
目前市場上的機頂盒質量參差不齊,多數結構簡單,在夏季使用的時候更加容易在機頂盒體內產生大量熱量,機頂盒在使用過程中會產生的大量熱量對日常使用造成影響,導致視頻信號不穩(wěn)定,甚至燒毀機頂盒,造成了家中的安全隱患,而且一般機頂盒的風扇處容易積攢灰塵。
在機頂盒體內部結構中,機頂盒體外壁開設有信號輸出接口,機頂盒體外壁開設有電源接口,電源接口一端固定連接有第一電線,第一電線串聯連接有第二電線,第二電線一端連接至有風扇制動電機,機頂盒體右側設置有盒體,盒體頂部設置有導熱蓋,導熱蓋頂部固定連接有導熱銅管,盒體一側固定連接有第一水箱,第一水箱一側固定連接有開關,第一水箱一側固定連接有噴頭,盒體另一側連通有第二水箱,導熱銅管兩側分別固定連接有翅片,機頂盒體右側外壁上開設有散熱口,機頂盒體底部一側表面設置有第一活扣,機頂盒體底部一側表面設置有第二活扣,機頂盒體一端固定連接有天線。
同時,機頂盒風扇數量配置三個,且風扇以導熱銅管的右側面的中心為對稱軸均勻設置在導熱銅管上。盒體底部固定設置在機頂盒體上,且盒體周邊設置有擋板。導熱蓋直徑為三至五厘米,且導熱蓋底部固定連接有風扇。噴頭設置在風扇頂部圓心,且噴頭上均勻分布細孔。
如果在常年高溫的地區(qū)使用機頂盒,單靠風扇散熱是完全不夠的,所以很多網絡機頂盒廠家對機頂盒內部安裝的風扇進行改造,改造包括散熱方式、導熱材料等方面,從根本上解決機頂盒無法連續(xù)工作的問題。
導熱硅膠片柔軟、導熱絕緣、特別是其可壓縮性好,厚度均可適應不同機頂盒的空間范圍,可控性好。一般而言,家用電器如電磁爐、電飯煲、機頂盒、微波爐等等電器在正常工作時所產生的熱能若不能及時導出,將會使電器結面溫過高,進而影響產品生命周期、使用效率、穩(wěn)定性,而電器結面溫度、運轉效率及壽命之間的關系。機頂盒是通過導熱硅膠片將芯片的熱量傳遞到外殼上,通過自然對流散熱的方式,所以不用擔心由于外殼太熱而燒壞機頂盒。
在機頂盒的主IC或溫度高的部件與散熱片或機頂盒的外殼之間使用軟性導熱硅膠片,可以使溫度下降18度左右。
導熱硅膠片是填充發(fā)熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙,導熱硅膠片的柔性、彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面。熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上,從而能提高發(fā)熱電子組件的效率和使用壽命。導熱硅膠片在機頂盒上的應用,使它能夠更快的散熱從而產品使用壽命更長久。
七、行車記錄儀產品
高溫是集成電路的大敵,不但會導致設備運行不穩(wěn),使用壽命縮短,甚至會造成設備部件燒毀,如果是便攜的電子設備還會對人體造成傷害。導致高溫的熱量來自電子設備內部,或者說是集成電路內部。散熱部件的作用就是將這些熱量吸收,發(fā)散到設備內或者設備外,保證電子部件的溫度正常。
面對現今交通路況復雜,碰瓷高手防不勝防的情況,4G行車記錄儀已經成為車主記錄行車視頻的一款智能產品,特別現在很多記錄儀都配備了1080P超高高清視頻錄制,在工作運作時行車記錄儀不斷錄像,主要器件的運算處理數據量非常大,芯片處于高速運行狀態(tài),隨之發(fā)出的熱量也是非常大。如果不對關鍵器件進行散熱處理,記錄儀會停止錄影,重啟,甚至會燒毀。
特別是很多行車記錄儀掛在前擋風玻璃暴露于陽光之下,時間久了就曬“死”了,一開機就發(fā)熱發(fā)燙死機。行車記錄儀發(fā)熱死機怎么辦?那就需要在產品設計方案中解決記錄儀散熱的問題,而應用導熱硅膠片就是目前主流的方案。你也許會覺得是不是那我買個耐曬耐高溫的行車記錄儀就沒有問題了,關鍵還得對癥下藥,最根本的還是要從行車記錄儀內部的散熱結構著手,選擇一款合適的導熱硅膠片來解決發(fā)熱源散熱的這個問題。
導熱硅膠片的主要作用是要給主要器件把熱量傳導出來進行降溫,要給4G行車記錄儀散熱確保正常工作。導熱硅膠片的降溫原理是將行車記錄儀的DSP主控芯片和DDR2芯片的熱量傳導至屏蔽罩上,再通過屏蔽罩將熱量向空氣中輻射和主板的接地層進行傳導散熱。
八、無人機產品
隨著科技的日新月異,市場對無人機的性能要求越來越高,比如圖像傳輸速度和清晰度等,但是由于無人機的體積要盡可能小巧,導致其整體設備的散熱材料設計難度越來越大。
無人機兩大核心就是電機和電調(即電子調速器)。無人機飛行全靠螺旋槳或者渦扇來牽引帶動,驅動它們旋轉的動力都是來自電機,但是電機的轉速和功率大小卻是靠電調控制,所以無人機能平穩(wěn)飛行電調是功不可沒的。如果電機電調過熱導致性能衰減,那電調就不能很好的控制電機轉速,那飛控就無法承受住這樣大的電流。因此,解決無人機散熱問題是重中之重。
無人機散熱結構中,包括連接塊、安裝板、散熱板、散熱管、排熱口;散熱板頂端兩側安裝有散熱管,散熱板內部安裝有排熱口,散熱板兩側安裝有連接塊,連接塊兩側安裝有安裝板,散熱板包括散熱底板、散熱片、進風口、出風口,散熱底板內部兩側設有散熱片,散熱底板前端左側連接有進風口,散熱底板前端右側連接有出風口,散熱底板兩側與連接塊相連接。
無人機電機和電調的布局往往是比較緊湊的,如果使用導熱硅膠片,因尺寸太小問題,操作員不便取放安裝,而導熱凝膠在實際操作上就比導熱硅膠片更勝一籌。導熱凝膠實現了設備自動點膠操作,這樣就更加匹配現今高科技生產線操作了。
導熱凝膠主要應用于圖傳主板與散熱板之間的散熱;導熱凝膠,散熱管與排熱口的配合使用,在使用時散熱管可以對無人機內部的熱量進行有效吸收,通過排熱口將散熱管上的熱量進行快速散熱,解決了散熱效果差的現象。
導熱凝膠在無人機及其他電子產品中的散熱應用中,并不像導熱硅膠片那樣為人們所熟知,但是導熱凝膠在無人機技術迭代中扮演著十分重要的角色。
通過屏蔽罩將熱量向空氣中輻射和主板的接地層進行傳導散熱。
九、智能投影儀產品
近年來,投影儀廣泛應用于辦公室、娛樂場所、家用和學校等地方,為更好的優(yōu)化用戶體驗,投影儀產品不斷地演變,然而在提升功能的同時,必須有效排熱,保持穩(wěn)定的溫度,確保工作效率。
根據投影儀的成像原理,在投影儀投影輸入信號時,需要極高的亮度,為保證達到這樣高的亮度輸出,投影儀就必須通過采用大功率的光源來實現。經過長時間的工作后,必然在機器內部產生很高的熱量。除了投影儀光源產生的熱量外,投影儀的電源也會在工作時產生很大的熱量。投影儀燈泡、成像系統、電源等等產生的熱量都在機器內部狹小的空間內匯聚,其產生的高溫不僅對于投影儀的正常使用有影響,而且會大大縮短內部元器件的使用壽命。
投影儀的散熱結構包括導熱管、設于導熱管上的多個翅片、以及設于多個翅片的一側的風扇。導熱管的一端與投影儀主體的光源側固定連接,另一端遠離投影儀主體設置,多個翅片固定設于導熱管的遠離投影儀主體的一端,風扇與投影儀主體電性連接,用以驅動空氣流動以降低翅片的溫度。投影儀主體工作產生的熱量可通過導熱管傳送至翅片,再通過風扇驅動空氣的流動而降低翅片的溫度。如此,加快了投影儀的散熱,同時也避免了高溫空氣滯留于投影儀主體的附近,而影響投影儀正常工作的問題的發(fā)生。
如果在常年高溫的地區(qū)使用投影儀,單靠風扇散熱是完全不夠的,所以很多公司對投影儀內部安裝的風扇進行改造,改造包括散熱方式、散熱材料等方面,從根本上解決投影儀無法連續(xù)工作的問題。
導熱硅膠墊片柔軟、導熱絕緣、特別是其可壓縮性好,厚度均可適應不同智能投影儀的空間范圍,可控性好。導熱硅膠片很好的填充于投影儀導熱管翅片與散熱風扇之間,實現熱源與散熱風扇的無縫連接,降低了投影儀內部發(fā)熱件與散熱風扇接觸面的熱阻,完美有效地將熱量傳遞出去,保持投影儀穩(wěn)定的溫度,確保其工作效率。
十、網絡交換機產品
隨著科技日新月異的發(fā)展,我們的社會進入了信息時代。在這個社會中網絡已經成為人們生活中不可或缺的一部分。在信息時代的快速發(fā)展下及云服務逐漸普及,由于云服務的普及,各行各業(yè)的數據存儲量急速增加。服務器大容量擴容也帶來了更多的交換機需求。相信路由器大家都知道,但是網絡交換機的話絕大多數人一般都不知道這是什么,它能為我們的網絡做一些什么呢?
網絡交換機是連接服務器和網絡設備,構建數據中心的重要部件。而由于云服務普及導致的網絡設備高密度化,連接設備數激增使得交換機的負載更大。新型交換機面臨著平衡性能提高以及降功耗的難題。
工業(yè)交換機中集成了MAC 交換模塊、PHY 接口芯片、主控芯片、存儲器等器件。由于過高溫度對工業(yè)級交換機影響是致命性的,所以在設計這類產品時,除了設備的元器件要選擇寬溫度范圍的工業(yè)級元器件外,更要充分重視設備的熱設計。
工業(yè)級交換機為了滿足其可靠性應用要求,大多整機采用無風扇散熱設計。對于發(fā)熱量比較大的芯片可以采用導熱硅膠墊片、導熱相變化材料來填充接觸面的間隙,形成芯片表面到外殼的導熱通道,從而保證芯片工作在安全的溫度區(qū)間內,保證交換機在高溫環(huán)境下,可靠、安全地工作。
交換機的散熱結構包括交換機外殼和線路板:線路板的上面設置有上導熱墊片,導熱墊片的上面設置有金屬散熱片,線路板的下面設置有導熱墊片,導熱墊片與交換機的外殼內表面貼合;導熱墊片為有一定彈性的物體,能有效保證導熱墊片與交換機外殼內表面貼合緊密;線路板產生的熱量一部分通過上層導熱墊片傳遞至金屬散熱片再擴散至交換機內部,再通過交換機外殼擴散至空氣中,一部分熱量通過下層導熱墊片傳遞至交換機外殼再擴散至空中;此方案尤其適用于小型交換機,可有效避免因安裝散熱風扇而帶來的體積增大,成本增加,容易損壞等問題。
導熱硅膠墊片主要應用在主板與外殼間的導熱散熱。選用導熱硅膠墊片的最主要目的是減少熱源表面與散熱器件接觸面之間產生的接觸熱阻,導熱硅膠墊片可以很好的填充接觸面的間隙;有了導熱硅膠片的補充,可以使發(fā)熱源和散熱器之間的接觸面更好的充分接觸,真正做到面對面的接觸,在溫度上的反應可以達到盡量小的溫差;導熱硅膠片不僅具有絕緣性能,還有減震吸音的效果。
十一、計算機服務器產品
人們在日常工作、生活中經常會使用到網絡技術,可以說現在社會離不開通信網絡,在古代,南方與北方的聯系只能通過書信進行,如果距離遙遠的話,可能會要數月才能到達,而現在人們通過網絡相互聯系,無視距離和時間。而作為網絡的節(jié)點,存儲、處理網絡上80%的數據的計算機服務器,其需要全天候24小時不間斷地工作著。
計算機服務器的構成與微機基本相似,有處理器、硬盤、內存、系統總線等,它們是針對具體的網絡應用特別制定的,因而電腦服務器與微機在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。
計算機服務器是一種高性能計算機,網絡終端設備如家庭、企業(yè)中的微機上網,獲取資訊,與外界溝通、娛樂等,也必須經過計算機服務器,因此也可以說是計算機服務器在“組織”和“領導”這些設備。一個長久、高效的計算機服務器是一家企業(yè)所必須擁有的。
影響計算機服務器的因素有很多,而散熱問題是主要因素之一,計算機服務器是高性能計算機,同時也是功耗極高的機器,其所散發(fā)的熱量有很大,一些大型企業(yè)會為計算機服務器設立一間專屬空調機房。
計算機服務器設備發(fā)熱是一件廣泛存在于生活中的現象,主要是因為電能轉換成目標能量時無法做到完全地轉換,其中大部分能量會以熱量的形式損耗掉,所以導致機器設備運行時發(fā)熱,空氣是熱的不良導體,熱量經過空氣時傳遞效率會降低,從而導致散熱效果不佳。
導熱材料是為了解決熱量傳遞效率低的材料,而導熱材料有很多種,如導熱硅膠片、導熱硅脂、導熱凝膠、導熱雙面膠、導熱粘接膠、導熱硅膠布等等,每一種導熱材料都有其特點和其所擅長的領域,雖然它們有著各種差異,但它們的目的是提高熱量傳遞效率。
計算機服務器內部結構中,熱源與散熱器間存在縫隙,即使是兩個看上去光滑平整的平面,依然存在著一些坑洞,并且兩者貼合時也存在著空隙,空隙中有著大量的空氣,所以熱量傳遞時效率會降低,而導熱材料是填充兩者間,將大大小小的坑洞填充完畢,降低接觸熱阻,使得熱源與散熱器能夠緊密接觸,從而提高散熱效果,以此保證機器設備的長時間穩(wěn)定運行下去。
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