小米11大面积烧主板？夏季到来，热管材料该如何选择？

小米大范围11烧主板？

4月21日，新浪旗下消费者投诉平台黑猫投诉平台出现多起用户发起集体投诉，投诉内容为小米11大面积烧主板。在检索“小米11”及“小米11主板”后发现了大量投诉内容，包括“WiFi打不开主板烧掉问题”、“小米11手机质量差，反复重启”以及“小米11大规模主板烧坏”等。在黑猫投诉平台上，有用户称官方只提供换主板，不给其他答复和处理，而且删除反映问题的帖子。据用户描述，自己购买的小米11大面积主板烧了，手机买来仅用了两个或三个月，“一大堆烧主板了的”，售后处理不了。

5G芯片中热管理的重要性

目前手机产品的发展趋势如下：

1. 5G芯片等电子元器件功耗增加，产生的热量更多

2. 内部结构设计更为紧凑，机身向非金属化演进，需额外散热设计补偿

3. OLED、可折叠屏应用引入带来导热材料的显著需求

4. 无线充电应用引入带来导热材料的显著需求

智能手机散热途径

但由于5G时代金属将不再适用，玻璃材质的导热能力和铝合金相差较大，因此需要增加额外的散热设计，例如iPhone XS中，为了让双层主板更好的散热，主板正反面都贴有非常大块的散热石墨片，同时主板上的A12芯片也涂上了大量的导热硅脂进行散热。

散热石墨片及导热硅脂

无线充电技术的发展对散热也提出了较高需求。无线充电是指无需借助电导线，在发送端（无线充电器）和接收端（位于智能手机等设备中）用相应的设备发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的一项技术。苹果、三星、华为等领先品牌都已在旗舰机型上积极推出无线充电，根据Yole的数据，预计2018-2024年智能手机无线充电接收端销量的复合增速将达32.4%。由于手机中无线充电线圈的存在，iPhone X中的钢板中央开有大孔，但其阻碍了热量沿铝板传导，削弱了后盖的传热能力，因此苹果在线圈上贴铜箔石墨层来弥补。

5G热管理材料

目前应用的导热材料主要分为导热膏、片状导热填充材料、相变化导热界面材料、导热凝胶、石墨膜和热管等。

导热膏是主要以有机硅酮为原料的导热硅脂和其他耐热、导热的材料复合而成的导热型有机硅脂状复合物。

片状导热填充材料通常被称为导热硅胶片、导热硅胶垫等，具有优秀的导热能力、绝缘性、柔韧性等，是一款专门利用填补空隙来传递热量的产品，能够完美填充散热件和发热件之间的空隙，提高热传递效率。

相变化导热界面材料中的部分基材在受热后会从固态变到液态，使得材料更加贴合发热件表面从而获得更低的热阻来提高热传递效率。相变化导热界面材料在常温下是固体，十分便于大批量生产及管控

导热凝胶（GEL）是一种凝胶状态的导热材料，相对于导热垫片，更柔软且具有更好的表面亲和性，可以压缩至非常低的厚度，使传热效率显著提升，最低可以压缩到0.1mm。

导热石墨膜是一种碳分子高结晶态组成的全新高导热散热材料，能沿X、Y两个方向均匀高效导热，且石墨的片层状结构能适应多数表面，因此有着极佳的导热功能。高导热石墨膜平面内具有150~1700W/(m·K）的超高导热率，具有柔软、易加工的特点。

热管散热也叫“液冷散热”。热管散热器由密封管、吸液芯和蒸汽通道组成。吸液芯环绕在密封管的管壁上，浸有能挥发的饱和液体。液体可以是蒸馏水，也可以是氨、甲醇或丙酮等。充有氨、甲醇、丙酮等液体的热管散热器在低温时仍具有很好的散热能力。

Bronkhorst 助力石墨烯，如何实现大规模生产？

随着5G时代的到来，电子设备的核心零部件散热需求显著提升，对导热石墨膜材料将提出更多新的要求，如厚度更薄、导热性更好，以及可加工为3D结构产品等。由于石墨烯的导热性能超高，约5300W/(m·K），石墨烯导热膜的研制将会给散热带来大幅度提升，受制于生产工艺的影响，产能较低，研发进度较快的为华为实验室，其旗舰机Mate 30 Pro 5G已应用石墨烯散热膜，散热性能大幅提升。

什么是石墨烯？

石墨烯可细分为三种类型：单层、双层和多层：

单层石墨烯最为纯净，并独具特色。这些特性使（单层）石墨烯可被广泛应用并极具吸引力。

双层和多层石墨烯具有它性（不定性）特征。层数增加，生产成本越低。

石墨烯是当今第一种仅由单一碳层原子构成的二维材料；与钻石和铅笔中采用相同的材料。石墨烯中的碳原子以六边形排列并具有以下特性：

硬度比钢高200倍

比头发丝薄1000000倍

当今最轻的材料（1平方米重约0,77毫克）

灵活

透明

分子难以穿透

导电和导热性能极佳

石墨烯还可与其他材料（如气体和金属）结合，产生具有上述特性的新材料或改善现有材料。

目前尚无方法可用于大规模生产石墨烯，且成本不可控。然而，这项研究的脚步从未停止。

增强等离子的化学气相沉积(PE-CVD)

目前有几种方法可以生产石墨烯。单层石墨烯生产中最常用的方法之一是增强等离子的化学气相沉积(PE-CVD)。加热气体混合物-至少一种气体含有碳-加热形成等离子。质量流量计和控制器用于CVD工艺，以精准地配给气体和液体。

PE-CVD工艺中，等离子在镍或铜基底上形成石墨烯分层。真空中加热，但也可使用更环保的CVD工艺，即在大气压下加热。通过化学气相沉积，可以生产大片石墨烯。

某些前导体是要蒸发的液体并以气态形式用于CVD工艺。以准确的比例和精度建立等离子非常重要，使用高精度流量仪表可以实现。等离子的偏差会导致石墨烯层瑕疵。瑕疵可能是2D结构的杂质并改变材料的独特属性。

采用大气压等离子技术研发高品质石墨烯

驻西班牙的分销商Iberfluid Instruments S.A最近与科尔多瓦大学合作开展一项研究，寻求在大气压下使用等离子技术研究大规模生产石墨烯的可能。研发设备采用Bronkhorst蒸发系统（CEM系统）蒸发乙醇形成等离子。通过蒸发系统，液体直接蒸发，为等离子提供可用的气源。该蒸发系统的一种配置是CEM、液体乙醇流量计（即mini CORI-FLOW系列的科氏质量流量计）、氩气载气流量控制器（EL-FLOW质量流量控制器）和温控阀或混合阀。

系统具有卓越的稳定性和准确性。这些特性保证了等离子的可靠产生，最终生产出更高品质的石墨烯。

石墨烯应用领域：

因其许多独特的属性，石墨烯研究在众多领域得以应用，以单层和双层石墨烯为主。目前看来，单层石墨烯的效能依旧最佳。同时也需考虑采用薄片。这些薄片是石墨烯的微小碎片，能与其它材料混合，譬如聚合物。添加石墨烯薄片能够改善这些材料的特性，石墨烯因此广泛应用于不同的行业。如下是单层石墨烯应用的一些例子：

水净化：科学家们正在研发基于氧化石墨烯的高级过滤系统，将污水净化为饮用水。

医疗行业：石墨烯对人体无毒，相关的研究将药物附着在石墨烯上并在体内输送药物的可能性。石墨烯还能防止细菌的形成，它是植入物涂层的理想选择。

能源行业：表面积大，导电性能极佳，使得石墨烯能用于储能。目标是使石墨烯电池更紧凑并增强电池快充的能力，实现秒充。

纺织行业：石墨烯能够处理纺织品中的电子产品，例如有效而高效且高精度的传感器。此外，能够制造石墨烯防腐涂层和导电油墨。

半导体行业：归功于良好的导电和导热性，石墨烯有望提高（计算机和智能手机）芯片的速度和容量。

Bronkhorst

自1981年成立以来，Bronkhorst High-Tech已为过程工业（尤其是（石油）化工，塑料，金属和玻璃工业）提供了质量流量和压力测量设备。

Bronkhorst专注研制用于小流量气体和液体的热式、科里奥利和超声波流量计和控制器产品系列。仪表广泛应用于实验室、设备、工业和危险区域的各种应用。我们乐于知识分享并与OEM客户密切合作，开发客户定制的小流量解决方案，例如用于气体、液体蒸汽流量控制的多功能、预测试的模块。

产品选型

NO.01

EL-FLOW® Select 系列质量流量计/控制器，拥有专门为‘实验室应用所设计的PC板模块化结构。控制阀可以是一体的，也可以是分体的。可测量和控制的气体流量范围：

最低流量可达0.014…0.7 mln/min

最高流量可达 8…1670 ln/min

NO.02

热式气体质量流量计/控制器：

数字MASS-STREAM™ D-6300系列遵循恒温风速计原理，基于直通式测量方式。

最小流量：0.01…0.2 ln/min

最大流量：200…10000 ln/min

NO.03

miniCORI-FLOW™质量流量计系列流体性质不影响其质量结果，可以直接测量质量流量。

精度高，重复性能强

节能型设计

紧凑型设计，外加内置的PID控制器，使其能快速，平稳的控制

可以用来测量超小的流量范围

Bronkhorst半导体应用案例

最初，热式质量流量计和控制器是在1970年代为半导体制造过程中的气相沉积而开发的。由于市场需求以及在气体、液体和蒸汽输送方面引进新的更好产品的需要，Bronkhorst称为半导体、平板显示器和LED行业的主要供应商。针对化学气相沉积（CVD）、平板显示器喷涂（FPD）和原子层沉积（ALD）工艺，Bronkhorst可为直接液体注入系统提供金属密封流量仪表。

应用：

切割（激光）前在晶片上沉积保护层

金属有机化学气相沉积(MOCVD)

原子层沉积(ALD)

超临界流体定量给料和控制（如超临界二氧化碳清洗）

平板显示器(FPD)喷涂