Aplikácia heatpipe a parnej komory v 5G mobilnom telefóne
Od éry 4G po éru 5G došlo k výraznému zlepšeniu výkonu čipov smartfónov, rýchlosti prenosu dát, RF modulov a ďalších funkcií. Bezdrôtové nabíjanie, NFC a ďalšie funkcie sa postupne stali štandardnou výbavou a tlak na odvod tepla na mobilných telefónoch stále rastie. V dôsledku neustáleho nárastu ukazovateľov, ako je integrácia, hustota výkonu a hustota zostavy, elektronické zariadenia v ére 5G zažívajú prudký nárast prevádzkovej spotreby energie a výroby tepla, pričom ich výkon sa neustále zlepšuje. Podľa štatistík zlyhanie materiálu spôsobené tepelnou koncentráciou v elektronických zariadeniach predstavuje 65-80 % celkovej účinnosti zlyhania. Aby sa predišlo zlyhaniu zariadenia spôsobenému prehriatím, objavili sa a pokračovali vo vývoji tepelne vodivé silikónové mazivo, tepelne vodivý gél, grafitová tepelne vodivá vrstva, tepelná trubica, parná komora a ďalšie technológie. Riadenie odvodu tepla sa stalo dôležitou voľbou pre elektronické zariadenia v ére 5G.
Vo všeobecnosti existujú dva spôsoby, ako môžu elektronické zariadenia odvádzať teplo: aktívne chladenie (na zníženie spontánneho tepla telefónu) a pasívne chladenie (na urýchlenie odvodu tepla smerom von). Medzi nimi aktívne chladenie využíva hlavne výkonové komponenty nesúvisiace s vyhrievacím prvkom na nútené odvádzanie tepla, čo sa vo všeobecnosti používa na vysokovýkonné a relatívne veľké elektronické zariadenia, ako sú ventilátory vybavené v stolových počítačoch a prenosných počítačoch, a kvapalinou chladené chladenie pre dáta. centrálne servery; Pasívny odvod tepla hlavne uvoľňuje teplo generované komponentmi do prostredia prostredníctvom tepelne vodivých materiálov a zariadení. Je to metóda rozptylu tepla bez účasti výkonových komponentov a je široko používaná v mobilných telefónoch, tabletoch, inteligentných hodinkách, vonkajších základňových staniciach atď.
Tepelné technológie používané v elektronických zariadeniach v súčasnosti zahŕňajú najmä tepelne vodivé materiály, ako je grafitový odvod tepla, kovová základná doska, odvádzanie tepla rámom, tepelne vodivý gélový odvod tepla a tepelne vodivé zariadenia, ako sú tepelné trubice a VC. Medzi nimi sa tepelne vodivý gél, tepelne vodivé silikónové mazivo, grafitový plech a plech používajú hlavne v malých a stredne veľkých elektronických výrobkoch, zatiaľ čo tepelné trubice a VC sa používajú hlavne vo veľkých a stredne veľkých elektronických zariadeniach, ako sú notebooky, počítače. a servery.
Tepelné trubice a parná komora využívajú vlastnosti rýchleho prenosu tepla teplovodivých a chladiacich médií, čo vedie k viac ako 10-násobnému zvýšeniu tepelnej vodivosti v porovnaní s kovovými a grafitovými materiálmi. Ako vznikajúce riešenie chladiacej technológie sa v posledných rokoch hojne využívajú v oblasti smartfónov. Medzi nimi sa tepelná vodivosť tepelnej trubice pohybuje od 10 000 do 100 000 W/mK, čo je 20-krát viac ako pri čistej medenej fólii a 10-krát viac ako pri viacvrstvovej grafitovej fólii; Ako vylepšenie technológie tepelných trubíc parná komora ďalej zlepšuje tepelnú vodivosť.
Tepelná trubica sa vo všeobecnosti skladá z plášťa, sacieho jadra a koncového krytu, ktorý vťahuje vnútro rúry do 1,3 × Po tlaku (10-10-2) Pa naplňte primerané množstvo pracovnej kvapaliny do kapilárny porézny materiál sacieho jadra naplňte tesne k vnútornej stene trubice kvapalinou a utesnite ju. Jeden koniec potrubia je odparovacia časť (ohrievacia časť) a druhý koniec je kondenzačná časť (chladiaca časť). Medzi tieto dve časti je možné umiestniť izolačnú časť podľa potreby aplikácie. Nasávacie jadro využíva kapilárny mikroporézny materiál, ktorý využíva kapilárne sanie (generované povrchovým napätím kvapaliny) na spätný tok kvapaliny. Kvapalina vo vnútri trubice absorbuje teplo a vyparuje sa v sekcii absorpcie tepla, kondenzuje a refluxuje v chladiacej sekcii a odvádza teplo preč.
Princíp činnosti parnej komory je podobný ako pri tepelnej trubici, ktorá tiež zahŕňa štyri hlavné kroky: vedenie, odparovanie, prúdenie a kondenzácia. Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v rôznych spôsoboch vedenia tepla. Režim vedenia tepla tepelnej trubice je jednorozmerný, čo je lineárny režim vedenia tepla, zatiaľ čo režim vedenia tepla v parnej komore je dvojrozmerný, čo je režim povrchového vedenia tepla. V porovnaní s tepelnými rúrkami je kontaktná plocha medzi homogenizačnou doskou, zdrojom tepla a teplom rozptyľujúcim médiom väčšia, čo môže spôsobiť rovnomernejšiu povrchovú teplotu; Po druhé, použitie vpaor komory môže priamo kontaktovať zdroj tepla a zariadenie na zníženie tepelného odporu, zatiaľ čo tepelná trubica musí byť vložená do substrátu medzi zdrojom tepla a tepelnou trubicou; Nakoniec je komora vpaor ľahšia a prispôsobiteľnejšia trendu integrovaných a ľahkých mobilných telefónov. Súvisiace štúdie ukázali, že výkon radiátorov VC sa zlepšil o 20 % až 30 % v porovnaní s tepelnými trubicami.
Tepelná vodivosť tepelných trubíc a parnej komory je síce vyššia, ale princípom je zrýchlenie prenosu tepla z vykurovacích komponentov telefónu do okolia. Konečný tepelný efekt stále závisí od tepelnej konvekcie medzi tepelným materiálom a vzduchom. Tepelné vlastnosti tepelných materiálov majú preto nepopierateľný vplyv na tepelný efekt mobilných telefónov. V súčasnosti je na trhu postupne uznávané celkové riešenie „chladič (grafénový film/grafitová doska) + tepelná trubica/parná komora“.
