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一文读懂散热用热管与均温板的区别

发布时间:2024年4月12日 | 文章来源:金田铜业 | 浏览次数:298 |

一、基本概念与工作原理

热管是一种利用工质的相变传热原理来实现高效热传导的设备。它通常呈现为一维线性的结构,内壁有毛细结构,可以在非常小的温差下实现大量的热传递。这种设备的导热系数远高于传统金属,可以迅速将热量从热源转移走,因此被称为“热的超导体”。金田铜业是专业生产铜管的厂家,产品有热管、直管、盘管蚊香盘管,欢迎来电咨询:0574-83005999。

图 1 热管内壁的毛细结构

均温板(Vapor Chamber, VC),在工作原理上与热管类似,但在传导方式上有所区别。热管为一维线性热传导,而均温板中的热量则是在一个二维的面上传导,因此效率更高。均温板散热方案在于将多个点的热源之热流在短距离内将其均匀的分布于较大散热面积,随着热源之热通量的不同,均温板之等效热传导系数亦会有所不同。将VC在其他的机器上使用时,可以使板上每颗芯片的温度都是一样的,这样做比较有利于电器的散热。均温板是一个内壁面具有微结构的封闭真空腔体,当热流由热源传导至蒸发区时,腔体里面的工作流体会因真空条件下,于特定温度开始产生液相汽化的现象,这时工作流体就会吸收热能并且快速蒸发。作为一种新型的两相流散热技术,具有导热性高、均温性好、热流方向可逆等优点,克服了传统热管接触面积小、热阻大、热流密度不均匀等问题,已经成为解决未来电子工业中高热流密度电子器件散热有效途径之一。

图 2 均温板结构示意图

图 3 均温板工作原理

 

二、市场规模与增长趋势

热管和均温板的应用领域正在迅速扩展,特别是在3C(计算机、通信、消费电子)产品中的应用。随着5G技术的推广和电子设备向更高性能和更小型化发展,对高效散热解决方案的需求日益增加。2021年,均温板散热市场规模预计达到2000亿元,而预计到2023年,整个散热市场的规模将达到5000-9000亿元,其中均温板在5G产品中的渗透率可能达到75%。

三、技术比较与优势

相比于其他散热技术,热管和均温板显示出显著优势。例如,热管的热导率极高,达到5000-10000W/m.K,是固态铜的250倍、固态铝的500倍。而均温板散热技术方案的性能优于热管散热技术方案的15-30%,这主要是因为均温板能够直接与热源接触,减少热阻,而热管需要在热源和热管之间安装一块安装板。

 

四、行业发展与主要玩家

在热管和均温板的行业内,台资企业如双鸿科技、健策精密、力致科技和超众科技等都在进行积极的研发和设计。同时,大陆的厂商如碳元科技和中石科技也在积极布局,寻求在高性能散热解决方案市场中占据一席之地。

 

总结来说,热管和均温板作为新一代高效散热技术,均温板用于大型服务器,热管用于小型笔记本电脑等电子设备,目前它们都已经成为解决现代电子设备高热流密度散热问题的重要工具。随着技术的不断进步和市场的快速增长,它们在未来的电子产品中将扮演越来越关键的角色。