石墨片知識

一、石墨的理化特性

1.石墨的結構

石墨晶體具有六角平面網(wǎng)狀結構，可分為天然石墨和人造石墨兩種。前者多呈鱗狀，由石墨礦中提煉出來。

特性：①潤滑性②熱膨脹性小③良好的導熱、導電性④廣泛溫區(qū)內(nèi)的可使用性⑤化學性能穩(wěn)定且無毒性⑥其他特性：具有可涂敷性、質(zhì)輕、可塑性大、易加工成形等特點。

石墨的分子結構圖

石墨的晶體結構圖

2、石墨的作用

石墨散熱片表面可以與金屬、塑膠、不干膠等其它材料組合以滿足更多的設計功能和需要。

①高導熱：平面內(nèi)熱傳導率最大可以達到1500W/mK；

②低熱阻：熱阻比鋁低40%，比銅低20%；

③非常輕：比同樣尺寸的鋁要輕30%，比銅要輕80%；

④易加工：可以模切制作成不同大小、形狀及厚度，厚度可以從0.075至1.5mm；

⑤靈活性：很容易與金屬、絕緣層或者雙面膠制成層板，增加設計靈活性，可以在背后有粘合劑；

⑥耐溫性：使用溫度最高可達400℃，最低可低于 - 40℃；

⑦易用性：石墨散熱片能平滑貼附在任何平面和彎曲的表面。

3、天然石墨、

天然石墨一般都是石墨片巖、石墨片麻巖、含石墨的片巖及變質(zhì)頁巖等礦石中出現(xiàn)。

天然石墨的大致成分（%）

4、人工石墨

人工石墨是將炭原料（如石油焦、瀝青焦、無煙煤、冶金焦、炭黑等）經(jīng)過煅燒、破碎與篩分、與粘接劑（主要用煤瀝青）混捏后，再經(jīng)壓型和焙燒、高溫石墨化，最后加工成所需規(guī)格尺寸。                              

   5、石墨的微觀結構

二、石墨散熱片的散熱原理

1.熱傳遞

熱傳遞，是熱從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。

2.導熱系數(shù)公式

導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側表面的溫差為1度（K，°C），在1秒內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量，用λ表示，單位為瓦/（米·度），w/（m·k）（w/m·k,此處的k可用℃代替）。

λ=ρ* a*Cp；λ—材料導熱系數(shù)；

ρ-材料密度；

a-熱擴散系數(shù)；

Cp-比熱容。

上圖為常用材料的導熱系數(shù)比較圖，石墨較常規(guī)的材料有著比較高的

導熱系數(shù)，這是石墨作為新型導熱材料的基礎。

石墨獨特的晶體結構，致使其熱量傳輸主要集中在兩個方向：XY軸和Z軸。

X-Y軸的導熱系數(shù)為300---1500W/mk

Z軸的導熱系數(shù)約為10W/mk

三、石墨加工

為了更好地適應電子器件及電路模塊起伏的表面，需要對石墨導熱片進行一定的加工處理，主要的加工方法為：

1、背膠加工；

2、背膜加工。

背膠加工

以更好地粘附IC及電路板為目的，在導熱石墨片的表面進行背膠加工。

背膜加工

在某些需要絕緣或隔熱的電路設計中，為了更好地實現(xiàn)功能最優(yōu)化，石墨片的表面進行背膜處理。

四、石墨片的廣泛應用

在消費類電子向超薄化、智能化和多功能化方向發(fā)展的今天，功率的日益增加和產(chǎn)品的越做越薄日益凸現(xiàn)出熱量發(fā)散的問題。

因其在導熱方面的突出特性，石墨導熱片受到了越來越多的關注，在智能手機、超薄的PC和LED電視等方面有著廣泛的應用。

GTS在智能手機上的應用

智能手機所采用的CPU速度不斷增大，內(nèi)存容量擴大，操作系統(tǒng)性能提高，超薄的機身，對散熱的要求逐漸增大。

目前國內(nèi)市場上銷售的智能手機越來越多的采用石墨片作為導熱材料，例如蘋果、三星、HTC、小米等等。

GTS在iphone上的應用

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