www.188betkr.com 讯随着芯片集成化和微型化方向的快速发展,封装密度和功耗不断增加,使芯片热流密度也迅速提升,普通的散热器已无法满足高热流密度散热的需求。相变传热元件利用工质的相变潜热来带走热量,是解决电子设备散热问题最具潜力的热管理方式。热管和均热板都是利用相变实现散热,包括传导、蒸发、对流、冷凝四个主要步骤,但两者的热传导方式不同,热管是一维传热,而均热板是二维传热,其与散热介质的接触面积更大,散热更均匀,更能够适应5G时代微型化电子设备等领域应用的需求。
各类散热方式对比

均热板结构及工作原理
均热板主要由外壳、工质、吸液芯和支撑柱组成。外壳的主要功能是密封内部结构,为相变传热提供稳定且密闭的环境。工质通过其相变潜热,在均热板内部循环流动,带走大量热量,达到散热目的。吸液芯不仅提供流动通道,还促进工质循环,确保高效传热。支撑柱则支撑整个均热板结构,并为工质回流提供通道。

均热板基本结构
在实际应用中,均热板的蒸发端紧贴热源,热源释放的热量通过蒸发端的外壳传递给内部的液态工质。吸收热量后,工质在均热板内发生液-气相变,变成高温气态,并迅速扩散至整个密封空间,流向冷凝端。在冷凝端,气态工质遇冷释放热量,发生气-液相变,冷凝为液态。这一过程中释放的热量通过冷凝端传递到均热板外部。液态工质在吸液芯与支撑柱的引导下回流至蒸发端,完成一个循环。这个过程持续进行,直至热源温度不足以维持气液相变为止。
均热板分类
按结构维度分类,均热板可以分为常规均热板和超薄均热板。
(1)常规均热板。使用场景一般是高热通量应用。均温板的二维热扩散能力能够将高TDP(或超频状态)的CPU快速散热并将温度冷却至安全的工作温度,延长组件以及产品的使用寿命。常规均温板根据具体不同场景又可以细分为笔记本电脑均热板、显示屏均热板、CPU均热板等,比如笔记本电脑的热设计空间较大,可以承载厚一些的常规均热板,而平板显示屏产品整体较薄,比较适合薄一些的常规均热板。

均热板,图源:力致科技股份有限公司
(2)超薄均热板。一般把总厚度2 mm以下的均热板称为超薄均热板,目前市面上主流的有三种材质:铜材超薄均热板、不锈钢超薄均热板、钛合金超薄均热板。大面积的超薄均热板主要以不锈钢材质的为主,不锈钢的机械加工性能比铜好更好,铜比较软,不锈钢材质更利于加工出更薄的均热板,同时不锈钢的成本比铜和钛合金低很多,在中低端手机应用中非常有优势;铜的超薄均热板相比于不锈钢的在散热效果、热稳定性方面要好一些,目前主要用在一些高端机型,比如苹果、华为等高端机型;钛合金薄均热板的结构稳定性、不易形变、传热效率高等优势非常显著,但是造价相对较高。

超薄均热板,图源:苏州天脉导热科技股份有限公司
作为一种高效的散热解决方案,均热板在消费电子、新能源汽车、5G通信、数据中心等多个领域发挥着重要作用。随着这些领域的快速发展,对均热板的需求也在不断增加。2024年,全球均热板行业市场规模为10.89亿美元,同比增长16.72%。在电子产品朝着高功率、轻薄化、高性能方向不断发展的背景下,实现均热板超薄型、高品质、高端化将是未来行业主流发展趋势。
参考来源:
陈恭等:超薄均热板的研究现状及发展趋势
郝剑等:均热板的研究现状及应用前景
黎小辉等:均热板热阻性能的研究现状
热管理Ultra、智研产业研究院
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