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熱管理需求顯著增加!VC和熱管的優勢在哪里?

jf_59340393 ? 來源:jf_59340393 ? 作者:jf_59340393 ? 2024-07-12 11:54 ? 次閱讀

4G時代進入5G時代,智能手機芯片性能、數據傳輸速率、射頻模組等都有著巨大提升,無線充電NFC等功能逐漸成為標配,手機散熱壓力持續增長。

因此,散熱器件是5G手機中不可或缺的一個環節。為避免過熱帶來的器件失效,導熱硅脂、導熱凝膠、石墨導熱片、熱管和VC均熱板等技術相繼出現、持續演進,散熱管理已經成為5G時代電子器件的“硬需求”。

由于在散熱效率方面極具優勢,VC均熱板已逐漸成為5G手機散熱的主流方案,并加速向超薄化、結構簡單化和低成本方向發展,技術迭代正在加速進行。未來隨著5G終端產品進一步放量,VC均熱板市場增長潛力巨大。

熱管

熱管一般由管殼、吸液芯和端蓋構成,將管內抽成一定的壓強后充以適量的工作液體,使緊貼管內壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體后加以密封。

熱管的一端為蒸發段,另一端為冷凝段,根據應用需要在兩段中間可布置絕熱段。吸液芯采用毛細微孔材料,利用毛細吸力回流液體,管內液體在吸熱段吸熱蒸發,冷卻段冷凝回流,循環帶走熱量。

從熱傳遞的輻射、對流、傳導三種方式來看,對流傳導效率最高,熱管技術也因此迅速普及開來,逐漸應用于桌面電腦、筆記本、LED、平板電腦和手機中。

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VC均熱板

均熱板工作原理與熱管類似,同樣包括傳導、蒸發、對流、冷凝四個主要步驟。兩者差別主要在于熱傳導方式不同。熱管的熱傳導方式是一維的,是線的熱傳導方式,而均熱板的熱傳導方式是二維的,是面的熱傳導方式。

首先,發熱源產生的熱量傳導至VC均熱板的蒸發端,內部的冷凝液會迅速吸收這些熱量并轉化為蒸氣,從而帶走大量的熱能。由于水蒸氣的潛熱性,VC均熱板的熱蒸汽會由高壓區擴散到低壓區,當蒸汽接觸溫度較低的內壁時會迅速凝結為液體并釋放熱能。最后,這些液體會利用毛細作用流回蒸發端,最終形成一個水氣并存的雙相循環系統。

相關研究表明,VC散熱器的性能比熱管提高20%~30%

一是與熱源以及散熱介質的接觸面積更大,能夠使表面溫度更加均勻;

二是使用均熱板可以使熱源和設備直接接觸降低熱阻,而熱管則在熱源和熱管間需要嵌入基板;

三是均熱板更加輕薄,更能夠適應手機集成化、輕量化的趨勢。

得益于VC均熱板片狀的形態,熱量可以向多個水平方向傳導,冷凝的效率更高,而且它與熱源以及散熱介質的接觸面積更大,能夠使表面溫度更加均勻。由于VC均熱板能和發熱源直接接觸無需基板,還可進一步降低熱阻。

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不斷精進的熱管理技術

我們研發了熱導率10000W/m?K以上的相變熱控器件,憑借熱阻較低、導熱速率快、傳熱能力大、適應性良好等優點,能做到熱管理系統控制效果的整體提升。

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以永磁同步電機的應用為例,該類型電機端部繞組的局部溫度較高,針對該問題我們設計相匹配的熱管或者折彎異型均熱板,增加散熱路徑,避免熱量堆積,控制溫差。

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而以方殼電池的應用為例,我們設計與動力電池相互匹配的相變超薄均熱板,厚度可達到0.25mm,使電池包內部均勻熱量、外部冷卻降溫,熱層可取代目前電芯中常用的熱熔膠層,完成電池包整體的均溫化。

審核編輯 黃宇

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