從4G時(shí)代進(jìn)入5G時(shí)代，智能手機(jī)芯片性能、數(shù)據(jù)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(biāo)配，手機(jī)散熱壓力持續(xù)增長(zhǎng)。

因此，散熱器件是5G手機(jī)中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)。為避免過熱帶來的器件失效，導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱凝膠、石墨導(dǎo)熱片、熱管和VC均熱板等技術(shù)相繼出現(xiàn)、持續(xù)演進(jìn)，散熱管理已經(jīng)成為5G時(shí)代電子器件的“硬需求”。

由于在散熱效率方面極具優(yōu)勢(shì)，VC均熱板已逐漸成為5G手機(jī)散熱的主流方案，并加速向超薄化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和低成本方向發(fā)展，技術(shù)迭代正在加速進(jìn)行。未來隨著5G終端產(chǎn)品進(jìn)一步放量，VC均熱板市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力巨大。

熱管

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

熱管的一端為蒸發(fā)段，另一端為冷凝段，根據(jù)應(yīng)用需要在兩段中間可布置絕熱段。吸液芯采用毛細(xì)微孔材料，利用毛細(xì)吸力回流液體，管內(nèi)液體在吸熱段吸熱蒸發(fā)，冷卻段冷凝回流，循環(huán)帶走熱量。

從熱傳遞的輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)三種方式來看，對(duì)流傳導(dǎo)效率最高，熱管技術(shù)也因此迅速普及開來，逐漸應(yīng)用于桌面電腦、筆記本、LED、平板電腦和手機(jī)中。

VC均熱板

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

首先，發(fā)熱源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至VC均熱板的蒸發(fā)端，內(nèi)部的冷凝液會(huì)迅速吸收這些熱量并轉(zhuǎn)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(huì)由高壓區(qū)擴(kuò)散到低壓區(qū)，當(dāng)蒸汽接觸溫度較低的內(nèi)壁時(shí)會(huì)迅速凝結(jié)為液體并釋放熱能。最后，這些液體會(huì)利用毛細(xì)作用流回蒸發(fā)端，最終形成一個(gè)水氣并存的雙相循環(huán)系統(tǒng)。

相關(guān)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(zhì)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(shè)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(yīng)手機(jī)集成化、輕量化的趨勢(shì)。

得益于VC均熱板片狀的形態(tài)，熱量可以向多個(gè)水平方向傳導(dǎo)，冷凝的效率更高，而且它與熱源以及散熱介質(zhì)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(fā)熱源直接接觸無需基板，還可進(jìn)一步降低熱阻。

不斷精進(jìn)的熱管理技術(shù)

我們研發(fā)了熱導(dǎo)率10000W/m?K以上的相變熱控器件，憑借熱阻較低、導(dǎo)熱速率快、傳熱能力大、適應(yīng)性良好等優(yōu)點(diǎn)，能做到熱管理系統(tǒng)控制效果的整體提升。

以永磁同步電機(jī)的應(yīng)用為例，該類型電機(jī)端部繞組的局部溫度較高，針對(duì)該問題我們?cè)O(shè)計(jì)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。

而以方殼電池的應(yīng)用為例，我們?cè)O(shè)計(jì)與動(dòng)力電池相互匹配的相變超薄均熱板，厚度可達(dá)到0.25mm，使電池包內(nèi)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