文-SEP.
图-网络
近年集成化趋势下的手机,除了不断升级的CPU和镜头像素,散热方式成为各大手机厂商争相研发与宣传的重点。
均温板,一种和热管散热原理相接近的散热材料,在广告宣传中更多时候以VC散热的概念出现,这里的VC实际上是均温板英文vapor chamber的缩写。

均温板内部结构
Vapor Chamber真空腔均热板由两块铜板围成,内部有空腔,空腔内部壁面有毛细结构和支撑铜柱。空腔内部抽真空后一般会填充一定量的工质,在蒸发区利用工质从液态变为气态吸收热量,在冷凝端被冷凝放热后再次相变,从气态变成液态,然后利用毛细结构的毛细力回到蒸发区,原理上类似于热管,但在传导方式上有所区别。

均温板工作原理
相较于热管的一维线性热传导,均热板是在一个二维的面上传导热量,因此效率更高。具体来说,真空腔底部的液体在吸收热量后,蒸发扩散至真空腔内,热量被传导至散热鳍片上,随后冷凝为液体回到底部。也得益于这种传导方式,均温板表面温度均匀,可以将小面积高热流密度的热源变相扩大,从而降低热流密度,将其冷却。
散热方式是手机研发的重点方向之一,这是因为在手机轻薄化和高集成等发展趋势和要求下,手机的散热处理技术面临着十分现实且迫切的市场考验。
不同于以往单一散热材料为基础设计散热方案,目前手机的散热方向也开始朝集成、堆积材料方向发展,散热风扇、石墨烯、导热凝胶、热管、VC均热板等材料被广泛应用并组合至手机的散热方案中。

其中,相对金属以及石墨材料,热管的导热系数是其10倍以上,而均温板的散热效率则更优于热管。更为扁平、更薄的均热板能够更好的减少发热点,实现芯片下的等温性,更轻薄的面积也符合手机空间利用最大化的发展趋势。此外,均温板还具有传热速度快、启动温度低、且使用寿命长等优点。

均热板市场规模预测
在大功耗、均热性能高等技术发展的要求下,VC均温板相比其他产品均有明显散热优势。5G的普及以及5G电子产品产能的提升将大大提高电子产品对于VC均热板的需求。预计2023年均温板在5G类产品渗透率将达到75%左右。结合评估机构推算,2023年的市场规模将达到5000-9000亿元。
目前手机的散热方式还是以复合的散热方式为主,均温板在手机散热上多数应用在综合性散热设计中,适用于体积小且需要快速散热的中高端机型,也就是目前各大手机厂商主推的机型。
散热的最终效果除散热材料的选择外,还需要考虑散热材料的热阻值,因为热阻值是一个表示热量传递难易程度的数值,热阻值大小将影响影响散热能力。在手机散热方案的设计中需要综合考量散热材料的热阻值,并在实际生产中对其进行检验验证。
作为一家检测设备公司,卓茂仪器专注于热阻测试,旗下常规VC(均热板)热阻散热测试系统,超薄VC(液冷散热)热阻散热测试系统、热管热阻测试系统能实现针对手机散热器组件的全面检测,进而对智能手机的整机性能和使用感受提供强有力的品质保证。
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