热管氦气加压炉均热板与真空钎焊炉的关系
随着手机功耗不断增加,散热方案从“石墨”升级为“石墨+VC/热管”。过去手机散热材料以石墨片和导热凝胶等TIM材料(导热界面材料)为主,但是随着手机功耗不断提升,石墨已经不能满足散热需求。目前散热方案中的导热系数,按照由低到高,依次为金属、石墨片、石墨烯、热管和VC,其中VC导热系数最高,达20.1千瓦/米开。
热管氦气加压炉的热管一般由管壳、吸液芯和端盖构成,将管内抽成负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内 壁的吸液芯毛细多孔 材料中充满液 体后加以密封 ,管的一端为 蒸发段(加热 段),另一端为 冷凝段(冷却段), 根据应用需要 在两段中间可 布臵绝热段。吸液芯采用毛 细微孔材料,利 用毛细吸力(由液体表面张力产生)回流液体,管内液体在吸热段吸热蒸发,冷却段冷凝回流,循环带走热量。
热管氦气加压炉的均热板又叫平板热管,热管氦气加压炉的均热板有一个真空密封的金属外壳,一个附在内墙上的内部芯结构,并利用毛细管作用在系统周围移动液体。其工作原理与热管类似,包括了传导、蒸发、对流、凝固四个主要步 骤。两者的差别在于 热传导的方式 不同。热管的 热传导方式是 一维的,是线 的热传导方式, 而均热板的热传导方式是二维的,是面的热传导方式,所以散热效率更加高。研究表明 ,VC 散热器的性能比热管提高 20%~30%。
热管/VC 散热系统的导热路径为:CPU 产生热量经过 TIM(导热界面材料)传导到热管,热 管将热量快速传导到铜箔均匀散开,铜箔的热量进一步传导到石墨散热膜再均匀散开,同时 石墨散热膜在手机平面方向把热量传导到金属支架上最后均开。
从应用范围和渗透率来看,由于热管成熟时间早,且成本相对较低,在计算机/笔记本、投影 仪、LED、大功率 IC 等微电子和光电领域具有广泛应用,目前也已经延伸到手机。而VC 当 前的生产成本高,且量产能力弱,应用领域局限在高端笔记本、5G 智能手机和电竞手机上, 华为从 Mate 20 X 开始均热板 VC,三星新款旗舰机 Note 10 首度采用 VC。目前,VC 平均 单价为 2~3 美金,是热管的 5~10 倍,轻薄型的单价更高。在消费电子轻量化、超薄化且性 能持续升级的背景下,热管和 VC 有望发挥导热性能优势,渗透率持续提升。 乐观预计,到 2020 年,热管/VC 在手机终端的渗透率有望提升至15%,按照 15 亿台的手 机出货量测算,假设热管/VC 平均单价为 1.5 美金,则 2020 年市场空间为 3.38 亿美元。