手机液冷散热真的有用吗?和热管散热比有什么优势?

作者:兰洋科技    浏览量:4011    时间:2023年03月03日    标签: 手机散热 vc液冷散热 石墨烯散热 热管散热

01 新兴的VC均温板

热管虽然非常适合笔记本和手机这类超轻薄的移动设备,但在“瘦身风潮”肆虐的当下,无论是游戏本还是游戏手机也都以更性感的身材为荣,有限的内部空间用于很难安置更多、更长和更粗的热管。

因此,业内迫切需要一种比热管导热效率更高的散热部件。于是,名为VC(Vapor Chamber)的“均热板”(又称“均温板”)便出现了。

02 VC均热板的散热原理

作为笔记本和智能手机的新型散热方式,VC均热板同样属于相变导热的代表,也是由纯铜打造的内部密封且中空(内壁不光滑,布满毛细结构),并填充冷凝液的散热单元,只是它的形态并非热管的扁平“条状”,而是呈现出更宽的扁平“片状”。

VC均热板的工作原理和热管有相似也有不同,但大体上都包含传导→蒸发→对流→凝固四个步骤。

首先,发热源(芯片)运行时产生的热量传导至VC均热板的蒸发端,内部的冷凝液会迅速吸收这些热量并转化为蒸气,从而带走大量的热能。由于水蒸气的潜热性,VC均热板的热蒸汽会由高压区扩散到低压区(冷凝端),当蒸汽接触温度较低的内壁时会迅速凝结为液体并释放热能。最后,这些液体会利用毛细作用流回蒸发端,最终形成一个水气并存的双相循环系统。

热管的散热原理

热管和VC均热板的差异主要表现在内部的传导方式方式上。热管受制于“条状”形态,热量(热蒸汽)只能在左右两个方向上进行线性传导。此外,在热管和发热源(芯片)之间往往还需嵌入一层散热基板,后者的材质、面积和填充物也会影响一定的导热效率。

VC均热板的工作原理

反观VC均热板,得益于其“片状”的形态,热量可以向多个水平方向传导,冷凝的效率更高,而且它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。由于VC均热板和能与发热源直接接触无需基板,还可进一步降低热阻。总之,更大面积的VC均热板可以更好地减少热点,实现芯片下的等温性,较之热管可以做得更薄,在水平方向上的散热性能堪称完美。因此,这种导热单元更加符合目前笔记本和智能手机轻薄化、空间利用最大化的发展趋势。

03 VC与热管的混合应用

相对于热管而言,VC均热板的成本更高,所以它很难在笔记本领域迅速普及,但在高端智能手机身上却已经有了燎原的趋势。为了进一步提升散热效率,无论是手机还是PC领域还出现了热管和VC均热板混搭的案例。

在PC领域,热管和VC混搭常见于CPU散热器,很多散热器与CPU接触的部分就是VC均热板,而且它们还实现了均热板与热管的无缝结合,冷凝液和热蒸汽可以在这两种导热单元之间循环,从最大限度挖掘出了蒸汽→液体→蒸汽的高效导热特性

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