半导体散热 篇一:手机半导体制冷散热器不完全指北

2021-02-17 17:14:22 11点赞 25收藏 12评论

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这里分享一个DIY的文案,本来打算拍成教程的视频,但是,实在没有时间了,对不起大家,这里就把这个文案给大家吧,我也不知道有多少观众会看,但我也希望能把这个教程给大家,感受一下DIY的魅力,也希望各位大佬对文章的错误给予指正,借鉴了酷安大佬的文章,希望谅解

手机半导体制冷散热器不完全指北

成品效果如图

一.半导体制冷原理简介。

手机半导体制冷散热器不完全指北

先简单介绍一下半导体制冷。小米冰封散热器,黑鲨游戏背夹都是这个原理,他的原理和冰箱、空调是类似的,通过在两个不同的导体之间形成电流回路,电子会发生定向运动,将一端的内能带到电场的另一端,出现一端吸热,一端放热的这种结构,在物理学中称其为珀尔贴效应。

手机半导体制冷散热器不完全指北

在测试半导体制冷片时,热面升温往往比冷面降温更明显。这是因为半导体材料具有较大电阻,电流通过时会产生较大的焦耳热,大致来讲,热面散发的热量是冷面被吸收的热量+半导体制冷片本身工作发出的电阻热。由于高温向低温热传递的自发性,热面的温度也会向冷面“逆流”,且温差越大,速度越快,降低热面温度可以减少这种逆流对制冷效果的影响。当半导体的两面冷热传递达到一个平衡点时,两面的温度就变得稳定不再变化。如果这种平衡下,降低热面温度,冷面温度也会相应的降低一些。所以,给半导体制冷片配备一个足够强劲的散热器是很重要的。

二.简单的手机半导体制冷系统结构介绍

一个手机半导体制冷系统大体包含四部分:导冷系统+半导体制冷片+散热系统+固定贴合部分。

导冷系统负责把制冷片的冷量传给手机,散热系统负责散发制冷片的热量。接下来再详细展开各个系统需要什么:

导冷部分一般需要铜片、导热硅脂、导热胶。导热硅脂、导热胶和铜片一般用于散热器放置位置和手机主要发热部位不重合时的热传导措施,铜片可以把制冷片的冷量散布到更广的范围,导热胶用于固定粘合铜片和制冷片,兼具一定导热能力,导热硅脂提供比普通导热胶更强的导热效果。

散热系统一般包含导热硅脂、导热胶、散热片、风扇、固定胶。导热硅脂、导热胶用途上面已提到,散热片的作用是尽可能增加散热面积,散热片和风扇之间一般通过螺丝连接或者胶粘合。担心手指会碰到转动风扇,防护网罩是必不可少的。由于是用在手机,我们还需要额外设计一个固定系统来让半导体散热器可以良好地贴合手机工作。

这里有两种固定方法,一是手机壳开孔固定的方法,就是在手机壳背面掏一个洞,把散热器穿进去,用的时候卡上这个手机壳。二是背夹,这里不是特别推荐,实测6英寸的手机都能夹上,有需要的我再给一期

由于我们采用的是12V的风扇,因此还需要一个升压板将电压升至其工作的正常电压。

手机半导体制冷散热器不完全指北

三.半导体风冷散热系统设计提示和材料选择

在你购买之前,你得做好所有准备,不然会导致工期延后,虽然你已经知道了都需要什么材料,可是铜片需要自行确定具体规格再购买,而且为了避免出现疏漏,确认所需的材料全都可以搞定,然后再进行下单。

接下来说一下本次教程我的材料、工具清单。仅供参考,请各位依据自己的实际情况选择合适的材料,如有问题也请DIY大佬在评论区指正。

制作材料:

1.一个切割成50*100mm的3M单面背胶导热垫,0.5mm厚。

手机半导体制冷散热器不完全指北

2.一个切割成50*100*0.8mm的纯铜片。卖家可能会给你切,大部分是100*100*0.8的整板,拿回来可以自己动手将其切下,不是特别困难,这里就不多提了,有问题私信交流吧.这里额外强调一下,导热能力黄铜<铝<紫铜,注意不要买成黄铜。一定要买紫铜,黄铜还不如铝导热效果好

手机半导体制冷散热器不完全指北

3.导热粘胶+导热硅脂.

手机半导体制冷散热器不完全指北

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4.TEC-12706制冷片 40*40mm规格。

手机半导体制冷散热器不完全指北

5.一个40*40*11mm的铝制散热片

手机半导体制冷散热器不完全指北

6.AB胶,粘合风扇和散热片。

7.一个12V的风扇1cm厚度就够了

手机半导体制冷散热器不完全指北

编号应该是4010,我这个是4015的

8 MT3608升压模块

手机半导体制冷散热器不完全指北

9 4cm风扇金属防护网

手机半导体制冷散热器不完全指北

10一条MicroUSB数据线,至少能承受3A的电流

以上材料如果有不知道拿来干啥的,请重新复习前面的第二部分。用到的工具:剪刀、塑料刮片、尺子、美工刀、电络铁、热熔胶

四.制作过程。

(1)制冷片和散热片的粘合。导热硅脂的作用是填充两面贴合时的不平整的表面和缝隙,适量使用完整覆盖表面即可,其本身的导热能力被金属吊打,一大堆厚厚的硅脂反而会适得其反。薄薄一层抹满即可,通常,有字面制冷,无字面发热。

首先想好线材和散热片摆放方向,取少许硅脂涂抹在制冷片发热面中心,大致涂满整个制冷片背面留下一圈边缘。具体过程参考CPU硅脂涂法

然后用刮片的侧棱面,将边缘多出的硅脂刮掉,留下一圈空白大约4-5mm

将导热粘胶在边缘轻轻涂一圈。四角记得多涂一点,不然等会儿压的时候边角可能会覆盖不了。

接下来,将散热片大致对准制冷片,直接压下去,压下去之后稍微用力一点让两面尽量充分接触,导热胶可能溢出到外面一点,问题不大。微调位置完全对准,之后用橡皮筋扎好静置固定,一晚上即可,尽量多留意一下及时矫正可能出现的粘合面偏移问题,等固定之后可以选择用纸巾或者刮片清理一下溢出的硅胶

(2)风扇和散热片连接。我没有合适的螺丝,也没有AB胶。我就用了最常见的b7000,这里还是推荐AB胶,涂一点到上胶处,涂好之后对准制冷片按下,微调位置尽量准确,静置10分钟等待固定。

(3)风扇、制冷片与升压模块焊接,MT3608升压模块可将5v的输入电压升至12V以供散热风扇正常使用,在这块升压板的四角,有四个输出接线孔,上方两个为OUT+,OUT-,下面两个为VIN+和VIN-(其中标有OUT的两个接线孔为升压接线孔,接风扇电源线,标有VIN的两个接线孔为原压接线孔,接制冷片电源线)将升压板连接电源,用万用表测量升压接线孔的输出电压,将其调节为12V,预估好线长,将电源线焊接至升压板,为防止日常使用时扯断电线,因此我们用热熔胶包裹接线位置。如果懒的话也可以直接把线通过接线孔,用b7000或者热熔胶粘一下,问题不大。

(4)手机壳安装。软胶手机壳在预先设想好的位置开一个和制冷片大小相当的孔,对准插入制冷片,然后靠下一步的铜片固定

(5)制冷片和铜片粘合。确定好制冷片冷面在铜片上的具体位置,参照步骤(1)涂抹硅脂和导热胶以及固定的步骤进行铜片和制冷片的粘合。

(6)风扇防护网安装,用AB胶涂抹在四个孔位对准风扇四个安装孔,静置十分钟固定。

此时,一个简单而完整的半导体风冷手机散热器已经制作完成,套上手机壳插上电,玩一玩游戏,将会明显感知到有无散热器手机的温度区别 。实测我的米5删温控超频加scene定频,温度为85-95度,加散热器60-68度,我给别人做的,他用黑鲨3的头子做到了常温结冰,我没钱买头子,没法测试,头子比我散热贵多了,有机会,我会测的。

手机半导体制冷散热器不完全指北

手机半导体制冷散热器不完全指北

其他的就没啥了,感谢各位能看到这里,如果需要背夹的话,我再去试试,现在酷安大多是3d打印或者铁丝做的,3d打印机我有,不过,我建不来模型,如果有大佬能给一份3DMAX的文件,我应该能试试,铁丝可能会导致手机中框划伤,也不是特别建议,目前自己做的背夹只能够卡住6寸的手机,lgv30和小米note3都能完美卡住,换背夹弹簧能卡住xsmax,我没时间做这个了。

大家看完也希望能别说这东西没有用,还不如去买一个,确实不如,但当你自己做出来的时候,你会有特殊的自豪感。感谢各位的支持,感谢感谢,最后呢,还是希望大家给一个不要钱的赞,太感谢了

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