Приложение на топлинна тръба и парна камера в 5G мобилен телефон

От ерата на 4G до ерата на 5G има значително подобрение в производителността на чиповете на смартфоните, скоростта на предаване на данни, RF модулите и други функции. Безжичното зареждане, NFC и други функции постепенно се превърнаха в стандартно оборудване и натискът на разсейване на топлината върху мобилните телефони продължава да расте. Поради непрекъснатото нарастване на показатели като интеграция, плътност на мощността и плътност на сглобяване, електронните устройства в ерата на 5G преживяват рязко увеличение на работната консумация на енергия и генерирането на топлина, докато тяхната производителност продължава да се подобрява. Според статистиката повредата на материала, причинена от топлинна концентрация в електронните устройства, представлява 65-80% от общата ефективност на повреда. За да се избегне повреда на устройството, причинена от прегряване, топлопроводимата силиконова грес, топлопроводимият гел, графитеният топлопроводим лист, топлинната тръба, парната камера и други технологии се появиха и продължиха да се развиват. Управлението на разсейването на топлината се превърна във важен избор за електронните устройства в ерата на 5G.

Най-общо казано, има два начина електронните устройства да разсейват топлината: активно охлаждане (за намаляване на спонтанното нагряване на телефона) и пасивно охлаждане (за ускоряване на разсейването на топлината навън). Сред тях активното охлаждане използва основно захранващи компоненти, които не са свързани с нагревателния елемент, за принудително разсейване на топлината, което обикновено се прилага при висока плътност на мощността и относително големи електронни устройства, като вентилатори, оборудвани в настолни компютри и лаптопи, и охлаждане с течно охлаждане за данни централни сървъри; Пасивното разсейване на топлината основно освобождава топлината, генерирана от компонентите, в околната среда чрез топлопроводими материали и устройства. Това е метод за разсейване на топлината без участието на захранващи компоненти и се използва широко в мобилни телефони, таблети, смарт часовници, външни базови станции и др.

Понастоящем термичните технологии, използвани в електронните устройства, включват главно топлопроводими материали като графитно разсейване на топлината, метална задна платка, разсейване на топлината на рамката, разсейване на топлината от топлопроводим гел и топлопроводими устройства като топлинни тръби и VC. Сред тях термопроводимият гел, термопроводимата силиконова грес, графитният лист и металният лист се използват главно в малки и средни електронни продукти, докато топлинната тръба и VC се използват главно в големи и средни електронни устройства като лаптопи, компютри и сървъри.

Топлинните тръби и парната камера използват свойствата за бърз топлопренос на топлопроводимостта и охлаждащата среда, което води до увеличение на топлопроводимостта повече от 10 пъти в сравнение с метални и графитни материали. Като нововъзникващо технологично решение за охлаждане, те се използват широко в областта на смартфоните през последните години. Сред тях топлопроводимостта на топлинната тръба варира от 10 000 до 100 000 W/mK, което е 20 пъти по-голямо от това на чист меден филм и 10 пъти по-голямо от това на многослойния графитен филм; Като надстройка на технологията на топлинните тръби, парната камера допълнително подобрява топлопроводимостта.

Топлинната тръба обикновено се състои от обвивка, смукателна сърцевина и краен капак, който изтегля вътрешността на тръбата в 1,3 × След налягане от (10-10-2) Pa, напълнете подходящо количество работна течност, за да напълнете капилярния порест материал на смукателната сърцевина плътно към вътрешната стена на тръбата с течност и я запечатайте. Единият край на тръбата е изпарителната секция (отоплителна секция), а другият край е кондензационната секция (охлаждаща секция). Между двете секции може да се постави изолационна секция според нуждите на приложението. Смукателната сърцевина приема капилярен микропорест материал, който използва капилярно засмукване (генерирано от повърхностното напрежение на течността) за обратен хладник на течността. Течността вътре в тръбата абсорбира топлина и се изпарява в секцията за поглъщане на топлина, кондензира и се връща под обратен хладник в секцията за охлаждане и циркулира топлината.

Принципът на работа на камерата vpaor е подобен на този на топлинна тръба, която също включва четири основни стъпки: проводимост, изпарение, конвекция и кондензация. Основната разлика между двете е в различните начини на топлопроводимост. Режимът на топлопроводимост на топлинна тръба е едноизмерен, което е линеен режим на топлопроводимост, докато режимът на топлопроводимост на vpaor камера е двуизмерен, което е режим на повърхностна топлопроводимост. В сравнение с топлинните тръби контактната площ между хомогенизиращата плоча, източника на топлина и разсейващата топлина среда е по-голяма, което може да направи повърхностната температура по-равномерна; Второ, използването на vpaor камера може да се свърже директно с източника на топлина и оборудването, за да се намали термичното съпротивление, докато топлинната тръба трябва да бъде вградена със субстрат между източника на топлина и топлинната тръба; И накрая, vpaor камерата е по-лека и по-адаптивна към тенденцията на интегрирани и леки мобилни телефони. Свързани проучвания показват, че работата на VC радиаторите е подобрена с 20% до 30% в сравнение с топлинните тръби.

Въпреки че топлопроводимостта на топлинните тръби и парната камера е по-висока, принципът е да се ускори преносът на топлина от нагревателните компоненти на телефона към околната среда. Крайният топлинен ефект все още зависи от топлинната конвекция между топлинния материал и въздуха. Следователно топлинните характеристики на топлинните материали имат неоспоримо влияние върху топлинния ефект на мобилните телефони. Понастоящем цялостното решение на "радиатор (графенов филм/графитен лист) + топлинна тръба/парна камера" постепенно се разпознава от пазара.