Hőcső és gőzkamra alkalmazása 5G mobiltelefonban
A 4G-korszaktól az 5G-korszakig jelentősen javult az okostelefon chipek teljesítménye, az adatátviteli sebesség, az RF-modulok és egyéb funkciók. A vezeték nélküli töltés, az NFC és más funkciók fokozatosan alapfelszereltséggé váltak, és a mobiltelefonok hőelvezetési nyomása folyamatosan növekszik. Az olyan mutatók folyamatos növekedése miatt, mint az integráció, a teljesítménysűrűség és az összeszerelési sűrűség, az 5G-korszak elektronikai eszközeinek működési energiafogyasztása és hőtermelése meredeken növekszik, miközben teljesítményük folyamatosan javul. A statisztikák szerint az elektronikus eszközök hőkoncentrációja által okozott anyaghibák a teljes meghibásodási hatásfok 65-80%-át teszik ki. A készülék túlmelegedés által okozott meghibásodásának elkerülése érdekében hővezető szilikonzsír, hővezető gél, grafit hővezető lemez, hőcső, gőzkamra és egyéb technológiák jelentek meg és fejlődtek tovább. A hőleadás kezelése az 5G-korszakban az elektronikus eszközök fontos választásává vált.
Általánosságban elmondható, hogy az elektronikus eszközöknek két módja van a hő elvezetésére: aktív hűtés (a telefon spontán hőjének csökkentésére) és passzív hűtés (a kifelé történő hőelvezetés felgyorsítása). Ezek közül az aktív hűtés főként a fűtőelemhez nem kapcsolódó teljesítménykomponenseket használja fel a hő kényszerlevezetésére, amelyet általában nagy teljesítménysűrűségű és viszonylag nagy elektronikai eszközöknél alkalmaznak, mint például az asztali számítógépek és laptopok ventilátorai, valamint a folyadékhűtéses adathűtés. Központi szerverek; A passzív hőleadás főként az alkatrészek által termelt hőt juttatja a környezetbe hővezető anyagokon és eszközökön keresztül. Ez egy hőelvezetési módszer, teljesítménykomponensek részvétele nélkül, és széles körben használják mobiltelefonokban, táblagépekben, okosórákban, kültéri bázisállomásokon stb.
Jelenleg az elektronikai eszközökben használt hőtechnológiák főként olyan hővezető anyagokat tartalmaznak, mint a grafit hőelvezetés, fém hátlap, keret hőelvezetés, hővezető gél hőelvezetés, valamint hővezető eszközök, például hőcsövek és VC. Közülük a hővezető gélt, a hővezető szilikonzsírt, a grafitlemezt és a fémlemezt elsősorban kis- és közepes méretű elektronikai termékekben használják, míg a hőcsövet és a VC-t elsősorban nagy és közepes méretű elektronikai eszközökben, például laptopokban, számítógépekben használják. és szerverek.
A hőcsövek és a gőzkamra a hővezetés és a hűtőközeg gyors hőátadási tulajdonságait hasznosítják, ami több mint 10-szeres hővezető-növekedést eredményez a fém- és grafitanyagokhoz képest. Feltörekvő hűtési technológiai megoldásként az elmúlt években széles körben alkalmazzák az okostelefonok területén. Ezek közül a hőcső hővezető képessége 10000 és 100000 W/mK között van, ami 20-szorosa a tiszta rézfóliáénak és 10-szerese a többrétegű grafitfóliáénak; A hőcső technológia korszerűsítéseként a gőzkamra tovább javítja a hővezető képességet.
A hőcső általában egy héjból, egy szívómagból és egy végburkolatból áll, amely a cső belsejét 1,3 × 1,3 × Pa nyomás alatt tölti fel megfelelő mennyiségű munkafolyadékkal. a szívómag kapilláris porózus anyagát a cső belső falához szorosan töltse fel folyadékkal és zárja le. A cső egyik vége a párologtató szakasz (fűtőszakasz), a másik vége pedig a kondenzációs szakasz (hűtőszakasz). A két szakasz között az alkalmazási igényeknek megfelelően szigetelő szakasz helyezhető el. A szívómag kapilláris mikroporózus anyagot alkalmaz, amely kapilláris szívást (folyadék felületi feszültség által generált) használ a folyadék visszafolyatásánál. A csőben lévő folyadék felveszi a hőt és elpárolog a hőelnyelő részben, lecsapódik és visszafolyik a hűtőrészben, és elvezeti a hőt.
A vpaor kamra működési elve hasonló a hőcsőhöz, amely szintén négy fő lépésből áll: vezetés, párolgás, konvekció és kondenzáció. A fő különbség a kettő között a különböző hővezetési módokban rejlik. A hőcső hővezetési módja egydimenziós, amely lineáris hővezetési mód, míg a vpaor kamra hővezetési módja kétdimenziós, amely felületi hővezetési mód. A hőcsövekhez képest a homogenizáló lemez, a hőforrás és a hőelvezető közeg közötti érintkezési felület nagyobb, ami egyenletesebbé teheti a felületi hőmérsékletet; Másodszor, a vpaor kamra használata közvetlenül érintkezhet a hőforrással és a berendezéssel a hőellenállás csökkentése érdekében, míg a hőcsövet egy hordozóval kell beágyazni a hőforrás és a hőcső közé; Végül a vpaor kamra könnyebb és jobban alkalmazkodik az integrált és könnyű mobiltelefonok trendjéhez. Kapcsolódó tanulmányok kimutatták, hogy a VC radiátorok teljesítménye 20-30%-kal javul a hőcsövekhez képest.
Bár a hőcsövek és a gőzkamra hővezető képessége magasabb, az elv az, hogy felgyorsítsák a hő átvitelét a telefon fűtőelemeiből a környezetbe. A végső hőhatás továbbra is a termikus anyag és a levegő közötti hőkonvekciótól függ. Ezért a termikus anyagok termikus jellemzői tagadhatatlanul befolyásolják a mobiltelefonok hőhatását. Jelenleg a "hűtőborda (grafénfólia/grafitlap)+hőcső/gőzkamra" általános megoldását fokozatosan felismeri a piac.
