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电子产品散热模块行业研究报告:新型散热方式(36页)

行业报告下载 2019-08-15 29 管理员

导热材料用于发热源和散热器的接触界面之间,提高热传导效率,从而有效解决整个高 功率电子设备的散热问题。随着科学技术的不断进步,电子设备产品逐渐呈现出两方面 发展趋势:一是单一设备上集成的功能逐渐增加并且复杂化;二是产品本身的体积逐渐 缩小。这两方面变化都对电子设备的热管理技术提出了更高的要求,如对导热材料的导 热系数和长时间工作的导热稳定度要求逐渐提高。目前广泛应用的导热材料有合成石墨 材料、导热填隙材料、导热凝胶、导热硅脂、相变材料等。

散热问题一直是消费电子行业高度关注的痛点和难点。导热材料主要用于解决电子设备 的热管理问题。运行中产生的热量将直接影响电子产品的性能和可靠性。导热材料主要 是应用于系统热界面之间,通过对粗糙不平的结合表面填充,用导热系数远高于空气的 热界面材料替代不传热的空气,使通过热界面的热阻变小,提高半导体组件的散热效率, 行业又称“热界面材料”。过去消费电子产品的散热,主要利用铜质和铝制材料高的热传 导率直接散热,或者配合硅胶、风扇及流液形成散热系统,将器件散发出的热量带走。随着智能时代的来临,人们对手机的需求越来越高,手机的硬件配臵也随之提高,CPU 从单核到双核在逐渐提升至四核、八核,屏幕大小和分辨率也不断提升。伴随着手机硬 件和性能提升所带来的则是手机发热越来越严重的问题,如果热量未能及时散发出去面 临的将是手机发烫、卡顿、死机甚至爆炸等问题。目前手机中使用的散热技术主要包括 石墨散热、金属背板、边框散热、导热凝胶散热、热管散热、均温板等等。

均热板是未来解决手机散热问题的新型方式。VC(Vapor Chambers)即平面热管,也叫 均温板或者均热板,随着芯片功率密度的不断提升,均热板已经广泛应用在 CPU、NP、 ASIC 等大功耗器件的散热上。 工作原理:均热板原理与导热管原理相似,均热板通常由铜板制成的内壁具有细微结构 的真空腔体,当热量传导至蒸发区时,真空腔体中的冷却液受热产生气化现象,能够吸 收热能并且体积迅速膨胀直至充满整个腔体,当气体接触到较冷的区域时,则会产生凝 结现象释放出在蒸发时积累的热量,而凝结后的冷却液会顺着预热版内壁中的细微毛细 管结构回到热源处,进行下一轮的热量传导过程。

在传导方式上,热管是一维线性热传导而均热板则是将热量在一二维平面上传导,相对 于热管,首先均热板与热源以及散热介质的接触面积更大,能够使表面温度更加均匀; 其次使用均热板可以使热源和设备直接接触降低热阻,而热管则在热源和热管间需要嵌 入基板。均温版的面积较大,能够更好的减少热点,实现芯片下的等温性,相较于热管 有更大的性能优势,同时均温版还更加轻薄,在快速的吸收以及散发热量的同时也更加 符合目前手机更加轻薄化、空间利用最大化的发展趋势。 均温板优于热管或金属基板散热器。均温板比金属或热管均温效果更好。可以使表面温 度更均匀。此外,均温板传热速度快、启动温度底、均温性能好并且使用寿命长。

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标签: 3C电子|微纳电子

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