信息时代,AR、视频拍摄、直播、电竞网游、5G通讯等场景应用对电子产品特别是智能手机的性能、使用体验、设备数据传输速度以及处理能力的要求日渐提高,手机运行的流畅度、使用舒适度的背后,则是一场关于电子产品发热以及散热的战争。
目前,智能手机散热方式主要有石墨烯、热管以及VC均热板等,近年5G技术普及背景下,消费电子集成度高,功耗大,散热效率更高的VC均热板开始成为市面上的旗舰手机主流的散热冷却选择。
Vapor Chamber,真空腔均热板散热技术,即我们在讨论散热效果时通常会提及的VC均热板或均温板。VC均热板的内部具有微细结构的真空腔体,其工作原理与热管相类似,都包含了传导、蒸发、对流、凝固四个步骤,但是VC均温板的散热性能较热管提高了20%-30%且均温效果更好、热量扩散更快。这是因为不同于热管单一的线性导热,拥有更大接触面积的VC均热板可以将热量从多方面进行传导。
作为效率最高的导热方式--相变导热的典型产品,VC均热板的应用场景广阔,在电子设备、通讯、新能源汽车、家用电器、工业生产等领域均有VC均热板的身影。
VC均热板可划分为常规均热板以及超薄均热板。常规均热板由上下两片铜板以及中间的毛细结构、支撑柱等焊接而成,使用场景一般是高热通量应用。均热板的二维热扩散能力可以帮助高TDP(或超频状态)的CPU高效散热并将温度冷却至安全的工作温度,延长组件以及产品的使用寿命,常规均热板根据具体使用场景又可以细分为CPU均热板、显示屏均热板、笔记本电脑均热板等。
超薄均热板,主要应用于追求轻薄、高性能、高功耗的智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子。超薄均热板一般是指总厚度在2mm以下的均热板,因为近年智能手机机身总
厚度往往在10mm以下,超薄均热板在智能手机散热方案上就发挥着举足轻重的作用。目前市场上对于超薄热管的需求日渐提高,特别是厚度在0.8mm以下的均热板的应用与研发,是近年研究的热点,因均热板蒸发腔的热阻会随着厚度的下降而上升,传热效率也大打折扣。
如何实现厚度进一步减小(<0.4 mm),传热性能优异(热导率> 5 000 W/(m·K))的超薄均热板结构设计与制造是目前迫切需要解决的问题。
均热板通常会与热源直接接触,降低热阻值,提高散热效率以及产品性能。热阻是表示大功率电子器件耗散的热流在传输过程(通过一定介质)所遇到的阻力,表示热量传递难易程度。热阻值是评判设备散热能力的重要指标,散热效能的检测是散热器产品研发、制造、品质管理等环节中不可或缺的重要过程。
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