智慧型手機散熱智慧型手機散熱方案**（一）方案**（一）
高導熱矽膠的選型及應用分析
蘇州鴻凌達電子科技****
2014-8-31
智慧型機為什麼要匯入散熱措施
—目錄—1.智慧型機主要的發熱源
—2.智慧型手機優選的方案
—3.手機導熱材料之：導熱矽膠
—4.高導熱矽膠的選型**
—5.高導熱矽膠的使用案例
—6.總結
智慧型手機的主要發熱源
1.主要晶元工作產生的熱量
2.lcd驅動產生的熱量。
3.電池釋放及充電時的熱量
驅動晶元工作產生的熱量
5.pcb結構設計導熱散熱量不均勻。
—1.充電電流大，發熱量大。
手機在充電情況下玩遊戲，充電ic及bb發熱量非常大。下圖是mtk平台手機各個部分的溫度記錄
右圖pcb板的熱量分布圖，從圖中可以看出，主機板的溫度比較均勻分布，但bb這一塊溫度還是比其他地方高點。
2.板型對熱量影響
斷板設計的溫度圖：
熱量集中在乙個區域，熱量無法迅速擴散，熱源中心對應的外表面溫度很高。因此需要更多的考慮導熱問題
直板設計的溫度圖：
熱源位置分散，加上pcb 上的大量布銅使得熱量能迅速散開
，總體表現比斷板要好。
2.板型對熱量影響
（對於導熱講，整版設計有益，但是目前的主流設計還是斷板）
智慧型手機優選的散熱方案
1.自然散熱
利用結構設計的一些優勢，實現自然的散熱，不需要特別的散熱措施，這樣的設計基本是在低端的設計方案中；
2.採用石墨片散熱
利用石墨的x-y軸向的導熱優勢，迅速的把熱源點的熱量均勻的擴充套件，已達到散熱的作用，現已大量應用於中高階的手機中，主要考慮在lcd 的驅動及電池充放電熱量的處理；
3.高導熱矽膠
主要是處理主機板晶元的熱量，利用矽膠的z軸方向的導熱特性，把晶元的熱量迅速的導向面積較大的遮蔽層或鋁鎂合金層；
4.結構設計
目前很多廠家又開始使用鋁鎂合金的結構設計，可以省去鋼質遮蔽罩的成本，既能降低整機的重點，也能很好的做導熱媒介使用；
上圖的手機就採用的是石墨和矽膠的組合導熱方案
手機導熱材料之：導熱矽膠—一.什麼是導熱矽膠片?
—*導熱矽膠片是以矽膠為基材,新增金屬氧化物等各種
—輔材,通過特殊工藝合成的一種導熱介質材料.
—導熱矽橡膠是以有機矽樹脂為粘接材料，填充導熱粉體
達—到導熱目的的高分子複合材料。包含以下材料:
—有機矽樹脂（基礎原料）
—絕緣導熱填料：氧化鋁、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氧
化鈹、石英等有機矽增塑劑
—阻燃劑：氫氧化鎂、氫氧化鋁
—無機著色劑（顏色區分）
—交聯劑（粘結性能要求）
—催化劑（工藝成型要求）
—*導熱矽膠片只起到導熱作用,在發熱體與散熱器件之間
形—成良好的導熱通路，與散熱片,結構固定件(風扇)等一起
組成散熱模組
手機導熱材料之：導熱矽膠
二.為什麼要用導熱矽膠片?
* 由於晶元的表面與散熱器件接
觸面之間產生的接觸熱阻是非
常大的，其介面存在著細微的
凹凸不平，導熱晶元產生的熱
量不能迅速的傳遞出去；即便
施加壓力也不能完全的結合在
一起，有一定的空氣間隙，而
空氣是熱的不良導體，導熱系
數只有0.02w/（m.k），嚴重阻
礙晶元熱量的傳導；
* 導熱矽膠一種良好的熱介面材
料，可以很好的填充接觸面的
間隙,真正做到面對面的接觸，
從而可以使得熱量通過熱介面
及時有效的傳導出去；沒有填充熱介面
的接觸面示意圖有填充熱介面的接觸面示意圖
手機散熱材料-導熱矽膠片
三. 導熱矽膠片的效能優點
導熱矽膠片相對於導熱矽脂和導熱雙面膠有以下優勢：
*導熱係數的範圍以及穩定度
*結構上工藝公差的彌合,降低散熱器和散熱結構件的工藝工差要求*絕緣的效能
*減震吸音的效果
*可重複使用的便捷性
導熱矽膠片為穩定固態，背膠強度可選，拆卸方便；有彈性，可重複使用。
導熱矽膠片厚度,軟硬度可根據設計的不同進行調節,因此在導熱通道中可以彌合散熱結構，增大發熱體與散熱器件的接觸面積，降低了散熱器的生產成本
高導熱矽膠的選型**
高導熱矽膠片的選型
1、導熱矽膠目前國內比較常見的是1-3w/（m.k）的材料，厚度可
以根據結構的設計來自由選擇；
2、針對目前4核、8核的智慧型手機來講，這個導熱係數的產品不能很
好的作為導熱介面來使用，實際應用來看，效果也不是很好，我們推薦使用5-10w/（m.k）的導熱矽膠來作為介面材料，這樣可以很好的利用矽膠的z軸向導熱性能特點，把晶元的熱量迅速的導向金屬散熱體，以降低主機板及晶元的熱量；
3、針對導熱矽膠硬度的選擇，我們以邵氏硬度（shore00）級別為例，
目前多選用數值在55-65之間，這樣的硬度值便於貼裝，在實際生產中也不易與晶元脫落，由於其壓縮比也在35-45%左右，也可以很好的作為減震墊使用；
4、高熱矽膠的厚度結合結構的設計來確認，不過由於矽膠的導熱系
數提高後，其自身的強度會降低，拉力強度會降低，比較薄的產品在貼裝的過程中，要注意避免破損。解決的辦法是利用底部離型膜全斷的工藝來確保產線的批量組裝使用；某廠商
的高導矽膠使用案例一款5寸智慧型手機的
pcba ，採用mtk 的
主套片，未貼裝高
導熱矽膠片前；貼裝高導熱矽膠片後，其中cpu 、flash 、4g modem 、4in1、pmu 、
modem pmu ，均有設計
貼裝高導熱的矽膠墊片；
該款手機我們優選的是
5w/（m.k ）的高導熱矽
膠作為導熱介面材料，該款手機利用了鋁鎂合金的底板設計，省略了2個遮蔽蓋，節省了結構空間，為手機預留了電池的空間，也便於做薄機身；
總結手機的散熱效能也是作為手機可靠性的重要指標之一，對保護重要晶元，延長手機使用壽命等方面起到很重要的作用。也是高階手機質量的象徵。總之，具備良好的散熱系統是十分有必要的。
手機熱量處理的方案是個綜合性的工程，需要從結構設計及導熱材料的選型上一起來考量，不是乙個單獨物料可以解決和處理的課題；
我們此次只是針對在優選高導熱矽膠做了一定的**，針對導熱矽膠的應用選型做了分析，後續我們會繼續就使用過程的一些問題再做深入的總結分析,也歡迎和我司的技術部門就改產品在實際應用的一些問題做深入的**和溝通；
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