又一代新机发布:性能又强了,热呢?

又到了新机发布季,旗舰芯片、影像、端侧AI全在加料。参数很漂亮,但用户真正天天感知的是另一件事:玩游戏、拍4K、跑本地大模型,手机为什么会热,热到一定程度为什么会降亮度、降帧。无论是哪种系统的旗舰,高负载下的温升与降频都是行业共性问题。
      又到了新机发布季,旗舰芯片、影像、端侧AI全在加料。参数很漂亮,但用户真正天天感知的是另一件事:玩游戏、拍4K、跑本地大模型,手机为什么会热,热到一定程度为什么会降亮度、降帧。无论是哪种系统的旗舰,高负载下的温升与降频都是行业共性问题。    热量从芯片产生,要经过封装、界面、均热板/热管、中框一层层往外走。前面大家常聊VC、石墨、中框材料,但有一个几微米到几十微米的环节容易被忽略――芯片盖和散热件表面看起来贴得很紧,放大看却有微观凹凸,中间残留空气;空气导热差,就会在界面形成热阻。    要把这道关打通,热界面材料(TIM)需填入微隙;其中相变材料(PCM)在典型工作温度软化润湿,进一步压低接触热阻――这也是索致泰PTM系列在手机等紧凑设备中发挥作用的地方。      芯片产生的热量,需要先离开芯片本身,再传递给后续的散热部件。手机内部常见的均热板、热管、散热器等,会承担进一步扩散和带走热量的任务。    但在这条热传递路径上,有一个容易被忽略的问题:芯片产生的热,究竟怎么交给散热部件?    芯片和散热器看起来已经紧紧贴在一起。但如果把它们放大到微观尺度,就会发现,事情并没有这么简单。     芯片和散热部件的表面,即使经过加工,看起来依然平整,也不可能做到绝对光滑。放大到微观尺度,两者表面都存在细小的凹凸。因此,即使两个表面已经贴在一起,真正能够直接接触的区域仍然有限。而没有接触的地方,就会留下大量微小空隙。这些空隙里,往往是空气。    空气的导热能力远低于固体材料。对于需要快速传递热量的电子设备来说,这些微小空隙就可能成为热传递过程中的阻碍。于是,芯片与散热部件之间这道看似很薄的界面,反而成了热管理中一个不能忽略的环节。  
  要让热量更顺畅地通过,就需要一种材料,进入这些微观空隙,减少空气带来的阻碍。这就是TIM(Thermal Interface Material 热界面材料)。部分高性能TIM填料体系相较空气可提升导热数十倍甚至更高,但具体幅度取决于配方与工况。    TIM是什么?    热界面材料,填补芯片与散热部件之间的微观空隙,让热量更顺畅地跨过这道界面      如果设备只需要工作一次,问题或许没有那么复杂。但现实中的电子设备会经历长时间、反复的运行。温度升高,温度降低,芯片和散热部件也会随着温度变化产生热胀冷缩。    这意味着,一款热界面材料不仅需要在装配时形成良好的接触,还需要在一次次热循环之后,继续维持这条热传递通道。否则,材料可能在热循环和机械应力作用下逐渐发生迁移、泵出,使界面接触状况发生变化,进而影响长期的热传递表现。    所以,对于高性能电子设备来说,热界面材料面对的已经不只是“能不能把空隙填上?”还包括:能不能充分贴合?能不能在反复热循环中保持稳定?能不能让这条热传递路径长期保持良好的界面接触?    换句话说,第一次把热传过去,并不难。难的是长期保持这条热通道。
    所谓相变,并不是一个陌生的概念。冰受热融化,就是最常见的相变之一。    但用于电子热界面的相变材料(PCM),并不是变成液体流走,而是在典型工作温度范围内软化、降低黏度,从而更充分地润湿芯片与散热部件的表面,并铺展到微小空隙中,减少界面中的空气残留。
    在索致泰 PTM7950等产品上,这种相变机制可以在装配间隙可能不足1mm的空间内,将相变层压缩到数十微米级,进一步降低接触热阻。空隙更少,实际接触更充分,热量也就能更顺畅地通过这道界面。      前面所有的问题,最终都会落到一个非常小的空间里――芯片与散热部件之间的热界面。    作为一款面向高性能电子设备的高导热相变热界面材料,索致泰 PTM7950将相变机制应用于这一关键界面,旨在尽可能降低界面热阻。    在典型工作温度范围内,PTM7950具有良好的界面润湿性,能够更充分地铺展于芯片与散热部件之间,进一步填充微观空隙,从而获得更低的界面接触热阻。其标称热导率约为8.5W/m・K,热阻抗随压力变化约在0.04C0.08°C・cm²/W区间,无垫片条件下可低至<0.04(具体数值受测试条件、压力及表面平整度影响)*。在索致泰内部可靠性测试中,PTM7950通过了150℃烘烤1000小时、热循环约1000次等考验,无硅体系有助于降低泵出、渗油和干化风险。实际长期表现需结合设备功耗、温差、夹紧压力及客户具体可靠性标准联合验证。    *数据来源:索致泰实验室    针对笔记本电脑、平板电脑、个人电脑中的CPU、GPU等应用,PTM7950提供不同形态,以适配不同的制造工艺:    :片材形态,无需干燥步骤,使用方便    :膏状版本,适用于自动钢网印刷    :含慢干溶剂的膏状版本,为印刷产线提供更长的操作窗口    对于超薄手机、平板、笔记本等需要多厚度片材、卷料和更易量产贴装的场景,可并行评估PTM7900:标称热导率8.0W/m・K,无垫片热阻抗0.04C0.08°C・cm²/W,片材厚度0.2C0.5mm,BLT约0.038mm,行业覆盖手机/平板/PC等消费电子。不规则或较大间隙可搭配双组分导热凝胶(低压缩力、点胶、返工)或TGP导热垫片(厚bondline、低应力)。具体选型需根据芯片功耗、间隙公差、夹紧压力和产线工艺验证。    从芯片到散热器,中间可能不足一毫米。但对于今天越来越高性能的电子设备来说,需要被管理的,恰恰是这不到一毫米的距离。难的不是第一次把热传过去,而是设备经历长期运行之后,这条热通道依然能够维持稳定的热传递表现。 (来源:制冷快报)
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