熱管氦氣加壓爐均熱板與真空釬焊爐的關系
隨著手機功耗不斷增加,散熱方案從“石墨”升級為“石墨+VC/熱管”。過去手機散熱材料以石墨片和導熱凝膠等TIM材料(導熱界面材料)為主,但是隨著手機功耗不斷提升,石墨已經(jīng)不能滿足散熱需求。目前散熱方案中的導熱系數(shù),按照由低到高,依次為金屬、石墨片、石墨烯、熱管和VC,其中VC導熱系數(shù)最高,達20.1千瓦/米開。
熱管氦氣加壓爐的熱管一般由管殼、吸液芯和端蓋構(gòu)成,將管內(nèi)抽成負壓后充以適量的工作液體,使緊貼管內(nèi) 壁的吸液芯毛細多孔 材料中充滿液 體后加以密封 ,管的一端為 蒸發(fā)段(加熱 段),另一端為 冷凝段(冷卻段), 根據(jù)應用需要 在兩段中間可 布臵絕熱段。吸液芯采用毛 細微孔材料,利 用毛細吸力(由液體表面張力產(chǎn)生)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。
熱管氦氣加壓爐的均熱板又叫平板熱管,熱管氦氣加壓爐的均熱板有一個真空密封的金屬外殼,一個附在內(nèi)墻上的內(nèi)部芯結(jié)構(gòu),并利用毛細管作用在系統(tǒng)周圍移動液體。其工作原理與熱管類似,包括了傳導、蒸發(fā)、對流、凝固四個主要步 驟。兩者的差別在于 熱傳導的方式 不同。熱管的 熱傳導方式是 一維的,是線 的熱傳導方式, 而均熱板的熱傳導方式是二維的,是面的熱傳導方式,所以散熱效率更加高。研究表明 ,VC 散熱器的性能比熱管提高 20%~30%。
熱管/VC 散熱系統(tǒng)的導熱路徑為:CPU 產(chǎn)生熱量經(jīng)過 TIM(導熱界面材料)傳導到熱管,熱 管將熱量快速傳導到銅箔均勻散開,銅箔的熱量進一步傳導到石墨散熱膜再均勻散開,同時 石墨散熱膜在手機平面方向把熱量傳導到金屬支架上最后均開。
從應用范圍和滲透率來看,由于熱管成熟時間早,且成本相對較低,在計算機/筆記本、投影 儀、LED、大功率 IC 等微電子和光電領域具有廣泛應用,目前也已經(jīng)延伸到手機。而VC 當 前的生產(chǎn)成本高,且量產(chǎn)能力弱,應用領域局限在高端筆記本、5G 智能手機和電競手機上, 華為從 Mate 20 X 開始均熱板 VC,三星新款旗艦機 Note 10 首度采用 VC。目前,VC 平均 單價為 2~3 美金,是熱管的 5~10 倍,輕薄型的單價更高。在消費電子輕量化、超薄化且性 能持續(xù)升級的背景下,熱管和 VC 有望發(fā)揮導熱性能優(yōu)勢,滲透率持續(xù)提升。 樂觀預計,到 2020 年,熱管/VC 在手機終端的滲透率有望提升至15%,按照 15 億臺的手 機出貨量測算,假設熱管/VC 平均單價為 1.5 美金,則 2020 年市場空間為 3.38 億美元。