Aplicació de heatpipe i cambra de vapor al telèfon mòbil 5G
Des de l'era 4G fins a l'era 5G, hi ha hagut una millora significativa en el rendiment dels xips de telèfons intel·ligents, les taxes de transmissió de dades, els mòduls de RF i altres funcions. La càrrega sense fils, NFC i altres funcions s'han convertit gradualment en equipament estàndard i la pressió de dissipació de calor als telèfons mòbils continua creixent. A causa de l'augment continu d'indicadors com la integració, la densitat de potència i la densitat de muntatge, els dispositius electrònics de l'era 5G estan experimentant un fort augment en el consum d'energia operativa i la generació de calor mentre el seu rendiment continua millorant. Segons les estadístiques, la fallada del material causada per la concentració tèrmica en els dispositius electrònics representa el 65-80% de l'eficiència total de la fallada. Per evitar la fallada del dispositiu causada pel sobreescalfament, han sorgit i han continuat evolucionant greix de silicona tèrmica conductora, gel conductor tèrmic, làmina conductora tèrmica de grafit, tub de calor, cambra de vapor i altres tecnologies. La gestió de la dissipació de calor s'ha convertit en una opció important per als dispositius electrònics a l'era 5G.
En termes generals, els dispositius electrònics tenen dues maneres de dissipar la calor: refrigeració activa (per reduir la calor espontània del telèfon) i refrigeració passiva (per accelerar la dissipació de calor cap a l'exterior). Entre ells, la refrigeració activa utilitza principalment components de potència no relacionats amb l'element de calefacció per dissipar la calor per força, que generalment s'aplica a dispositius electrònics d'alta densitat de potència i relativament grans, com ara ventiladors equipats en ordinadors de sobretaula i portàtils, i refrigeració líquida per a dades. servidors del centre; La dissipació de calor passiva allibera principalment la calor generada pels components a l'entorn mitjançant materials i dispositius conductors tèrmics. És un mètode de dissipació de calor sense la participació de components d'energia i s'utilitza àmpliament en telèfons mòbils, tauletes, rellotges intel·ligents, estacions base exteriors, etc.
Actualment, les tecnologies tèrmiques utilitzades en dispositius electrònics inclouen principalment materials conductors tèrmics com ara la dissipació de calor de grafit, placa posterior metàl·lica, dissipació de calor de marc, dissipació de calor de gel conductor tèrmic i dispositius conductors tèrmics com ara tubs de calor i VC. Entre ells, el gel conductor tèrmic, el greix de silicona conductor tèrmic, la làmina de grafit i la làmina metàl·lica s'utilitzen principalment en productes electrònics de mida petita i mitjana, mentre que el tub de calor i el VC s'utilitzen principalment en dispositius electrònics grans i mitjans com ara ordinadors portàtils, ordinadors. i servidors.
Les canonades de calor i la cambra de vapor utilitzen les propietats de transferència de calor ràpida de la conducció de calor i els mitjans de refrigeració, donant lloc a un augment de la conductivitat tèrmica de més de 10 vegades en comparació amb els materials metàl·lics i de grafit. Com a solució de tecnologia de refrigeració emergent, s'han utilitzat àmpliament en el camp dels telèfons intel·ligents en els últims anys. Entre ells, la conductivitat tèrmica del tub de calor oscil·la entre 10.000 i 100.000 W/mK, que és 20 vegades la de la pel·lícula de coure pur i 10 vegades la de la pel·lícula de grafit multicapa; Com a actualització de la tecnologia de tubs de calor, la cambra de vapor millora encara més la conductivitat tèrmica.
Una canonada de calor es compon generalment d'una carcassa, un nucli de succió i una coberta final, que arrossega l'interior de la canonada a 1,3 × Després d'una pressió de (10-10-2) Pa, ompliu una quantitat adequada de líquid de treball per ompliu el material porós capil·lar del nucli de succió amb força contra la paret interior del tub amb líquid i segelleu-lo. Un extrem de la canonada és la secció d'evaporació (secció de calefacció) i l'altre extrem és la secció de condensació (secció de refrigeració). Es pot disposar una secció d'aïllament entre les dues seccions segons les necessitats de l'aplicació. El nucli de succió adopta material microporós capil·lar, que utilitza la succió capil·lar (generada per la tensió superficial del líquid) per reflux el líquid. El líquid dins del tub absorbeix la calor i s'evapora a la secció d'absorció de calor, es condensa i refluxa a la secció de refredament i fa circular la calor.
El principi de funcionament de la cambra de vpaor és similar al d'un tub de calor, que també inclou quatre passos principals: conducció, evaporació, convecció i condensació. La principal diferència entre els dos rau en les diferents maneres de conducció de calor. El mode de conducció de calor d'un tub de calor és unidimensional, que és un mode de conducció de calor lineal, mentre que el mode de conducció de calor de la cambra vpaor és bidimensional, que és un mode de conducció de calor superficial. En comparació amb les canonades de calor, l'àrea de contacte entre la placa d'homogeneïtzació, la font de calor i el medi de dissipació de calor és més gran, cosa que pot fer que la temperatura superficial sigui més uniforme; En segon lloc, l'ús de la cambra de vpaor pot contactar directament la font de calor i l'equip per reduir la resistència tèrmica, mentre que el tub de calor s'ha d'incrustar amb un substrat entre la font de calor i el tub de calor; Finalment, la cambra vpaor és més lleugera i més adaptable a la tendència dels telèfons mòbils integrats i lleugers. Estudis relacionats han demostrat que el rendiment dels radiadors VC es millora entre un 20% i un 30% en comparació amb les canonades de calor.
Tot i que la conductivitat tèrmica de les canonades de calor i la cambra de vapor és més alta, el principi és accelerar la transferència de calor dels components de calefacció del telèfon al medi ambient. L'efecte tèrmic final encara depèn de la convecció tèrmica entre el material tèrmic i l'aire. Per tant, les característiques tèrmiques dels materials tèrmics tenen un impacte innegable en l'efecte tèrmic dels telèfons mòbils. Actualment, la solució global de "disipador de calor (pel·lícula de grafè / fulla de grafit) + tub de calor / cambra de vapor" és reconeguda gradualment pel mercat.
