Soojustoru ja aurukambri rakendamine 5G mobiiltelefonis
Alates 4G ajastust kuni 5G ajastuni on nutitelefoni kiipide, andmeedastuskiiruste, RF-moodulite ja muude funktsioonide jõudlus oluliselt paranenud. Juhtmeta laadimine, NFC ja muud funktsioonid on järk-järgult muutunud standardvarustuseks ning mobiiltelefonide soojuse hajumise rõhk kasvab jätkuvalt. Tänu selliste näitajate pidevale kasvule nagu integratsioon, võimsustihedus ja koostetihedus on 5G ajastu elektroonikaseadmetes järsult suurenenud elektritarbimine ja soojuse tootmine, samal ajal kui nende jõudlus paraneb. Statistika kohaselt moodustab elektroonikaseadmete termilise kontsentratsiooni põhjustatud materjali rike 65-80% kogu rikke efektiivsusest. Ülekuumenemisest põhjustatud seadme rikke vältimiseks on tekkinud ja edasi arenenud soojusjuhtiv silikoonmääre, soojusjuhtiv geel, grafiidist soojusjuhtiv leht, soojustoru, aurukamber ja muud tehnoloogiad. Soojuse hajumise juhtimine on muutunud 5G ajastul elektrooniliste seadmete jaoks oluliseks valikuks.
Üldiselt on elektroonikaseadmetel soojuse hajutamiseks kaks võimalust: aktiivne jahutus (telefoni spontaanse kuumuse vähendamiseks) ja passiivne jahutamine (soojuse väljapoole hajumise kiirendamiseks). Nende hulgas kasutab aktiivne jahutus peamiselt kütteelemendiga mitteseotud toitekomponente, et sunniviisiliselt hajutada soojust, mida kasutatakse tavaliselt suure võimsusega ja suhteliselt suurte elektroonikaseadmete puhul, nagu lauaarvutite ja sülearvutite ventilaatorid, ning vedelikjahutusega andmejahutus. keskuse serverid; Passiivne soojuse hajumine viib peamiselt komponentide tekitatud soojuse soojust juhtivate materjalide ja seadmete kaudu keskkonda. See on soojuse hajutamise meetod ilma toitekomponentide osaluseta ja seda kasutatakse laialdaselt mobiiltelefonides, tahvelarvutites, nutikellades, välitugijaamades jne.
Praegu hõlmavad elektroonikaseadmetes kasutatavad soojustehnoloogiad peamiselt soojusjuhtivaid materjale, nagu grafiidist soojuse hajumine, metallist tagaplaat, raami soojuse hajumine, soojusjuhtiv geelsoojuse hajumine ja soojusjuhtivaid seadmeid, nagu soojustorud ja VC. Nende hulgas kasutatakse soojusjuhtivat geeli, soojusjuhtivat silikoonmääret, grafiitlehte ja metalllehte peamiselt väikestes ja keskmise suurusega elektroonikatoodetes, soojustorusid ja VC-d aga peamiselt suurtes ja keskmise suurusega elektroonikaseadmetes, nagu sülearvutid, arvutid. ja serverid.
Soojustorud ja aurukamber kasutavad ära soojusjuhtivuse ja jahutusvahendite kiireid soojusülekande omadusi, mille tulemuseks on soojusjuhtivuse tõus enam kui 10 korda võrreldes metalli- ja grafiitmaterjalidega. Areneva jahutustehnoloogia lahendusena on neid viimastel aastatel nutitelefonide valdkonnas laialdaselt kasutatud. Nende hulgas on soojustoru soojusjuhtivus vahemikus 10000 kuni 100000 W/mK, mis on 20 korda suurem kui puhta vaskkile ja 10 korda suurem kui mitmekihilisel grafiitkilel; Soojustorude tehnoloogia uuendusena parandab aurukamber veelgi soojusjuhtivust.
Soojustoru koosneb tavaliselt kestast, imemissüdamikust ja otsakattest, mis tõmbab toru sisemuse 1,3 × pärast survet (10-10-2) Pa, täitke sobiv kogus töövedelikku täitke imemissüdamiku kapillaarpoorne materjal tihedalt vastu toru siseseina vedelikuga ja sulgege see. Toru üks ots on aurustussektsioon (küttesektsioon) ja teine ots on kondensatsioonisektsioon (jahutussektsioon). Vastavalt rakenduse vajadustele saab kahe sektsiooni vahele paigutada isolatsioonisektsiooni. Imesüdamik kasutab kapillaaride mikropoorset materjali, mis kasutab vedeliku tagasijooksuks kapillaarimumist (tekitatud vedeliku pindpinevusest). Torus olev vedelik neelab soojust ja aurustub soojuse neeldumise sektsioonis, kondenseerub ja jookseb tagasi jahutussektsioonis ning tsirkuleerib soojust ära.
Vpaor-kambri tööpõhimõte on sarnane soojustoru omaga, mis sisaldab ka nelja põhietappi: juhtivus, aurustamine, konvektsioon ja kondensatsioon. Peamine erinevus nende kahe vahel seisneb erinevates soojusjuhtimise viisides. Soojustoru soojusjuhtivusrežiim on ühemõõtmeline, mis on lineaarne soojusjuhtivusrežiim, samas kui vpaor-kambri soojusjuhtivusrežiim on kahemõõtmeline, mis on pinna soojusjuhtivusrežiim. Võrreldes soojustorudega on homogeniseeriva plaadi, soojusallika ja soojuseralduskeskkonna vaheline kontaktpind suurem, mis võib muuta pinnatemperatuuri ühtlasemaks; Teiseks, vpaor-kambri kasutamine võib soojustakistuse vähendamiseks otse kokku puutuda soojusallika ja seadmetega, samal ajal kui soojustoru tuleb kinnitada substraadiga soojusallika ja soojustoru vahele; Lõpuks on vpaor-kamber kergem ja paremini kohandatav integreeritud ja kergete mobiiltelefonide trendiga. Seotud uuringud on näidanud, et VC-radiaatorite jõudlus paraneb soojustorudega võrreldes 20–30%.
Kuigi soojustorude ja aurukambri soojusjuhtivus on suurem, on põhimõte siiski kiirendada soojuse ülekandumist telefoni küttekomponentidelt keskkonda. Lõplik soojusefekt sõltub ikkagi termilise materjali ja õhu vahelisest soojuskonvektsioonist. Seetõttu on termiliste materjalide termilistel omadustel vaieldamatu mõju mobiiltelefonide soojusefektile. Praegu tunnustab turg järk-järgult üldist lahendust "jahutusradiaator (grafeenkile / grafiitleht) + soojustoru / aurukamber".
