С 2019 года, с появлением и быстрым развитием технологии мобильной связи пятого поколения (технология 5G), электронные продукты, особенно смартфоны, планшеты и другие продукты, все чаще движутся в сторону высокой производительности, высокой интеграции и миниатюризации. Чтобы соответствовать требованиям к производительности и размерам продуктов, плотность транзисторов на электронных чипах увеличивается.

Количество транзисторов на квадратный сантиметр электронных чипов, изготовленных в 2006 году, могло достигать только 100 миллионов. К 2019 году чип Huawei 5G Kirin 990 был интегрирован в 10,3 миллиарда транзисторов, а площадь чипа 5G составляла всего 1,13 квадратных сантиметра, увеличивая плотность транзисторов чипа почти в 100 раз. Однако экспоненциально возрастающее энергопотребление приведет к тому, что электронные микросхемы будут генерировать чрезмерно высокую плотность теплового потока (>200 Вт/см2) и рабочую температуру (>70 ℃) в узком пространстве, что еще больше вызовет серьезные проблемы с рассеиванием тепла и не позволит электронным микросхемам работать должным образом, тем самым ограничивая их дальнейшее развитие.

Традиционный метод охлаждения для электронных устройств, естественная конвекция, из-за его низкого коэффициента теплопередачи, трудно удовлетворить требования к рассеиванию тепла более высокой плотности теплового потока. Однако методы термического управления принудительным воздушным охлаждением и водяным охлаждением требуют внешних устройств питания и не могут адаптироваться к интеграции упаковки в узких пространствах. Новый высокий лист графита термальной проводимости материальный имеет высокий плоский коэффициент термальной проводимости (1500 Вт/м · К), который имеет определенные преимущества в отвечать потребностямы тепловыделения электронных устройств. Однако его коэффициент теплопроводности в направлении толщины чрезвычайно плох, а его характеристики теплопроводности ограничены. Поэтому разработка новых и эффективных технологий управления температурой для достижения эффективного рассеивания тепла электронных продуктов является актуальной проблемой, которую необходимо решать в отрасли сегодня.

Элементы теплопередачи с фазовым изменением используют скрытую теплоту фазового перехода рабочей жидкости для отвода тепла, что является наиболее перспективным методом термоуправления для решения проблемы рассеивания тепла электронных устройств. Чтобы удовлетворить потребности в рассеивании тепла современных миниатюрных электронных устройств, компоненты теплопередачи с фазовым изменением обычного размера трудно применить к продуктам. Миниатюрные компоненты теплопередачи с фазовым изменением, особенно те, которые имеют ультратонкую толщину, в настоящее время находятся в центре внимания в отрасли.

Вообще говоря, ультратонкие элементы теплопередачи с фазовым изменением включают в себя ультратонкие тепловые трубки и ультратонкие равномерные тепловые пластины. Ультратонкие тепловые трубы обычно изготавливается путем производства сначала круглых тепловых труб с ультратонкими стенками, а затем обработки их путем нагрева, фазового преобразования и сплющивания. В настоящее время самая тонкая толщина стенки круглых тепловых трубок, производимых в больших количествах, может достигать 0,08 мм, а самая тонкая толщина ультратонких тепловых трубок после обработки сплющивания составляет всего 0,4 мм, что было применено на смартфоне Samsung Galaxy S7. Однако, по мере дальнейшего уменьшения толщины, характеристики теплопередачи ультратонких тепловых труб значительно ухудшаются. Более важно, ультратонкие трубы жары сделанные путем сплющивать круглые трубы жары имеют весьма ограниченную ширину должную к ограничению диаметра тонкостенных круглых труб. Ширина ультратонких тепловых труб толщиной 0,4 мм не может превышать 3 мм максимум. Размер ультратонких тепловых трубок не может быть изменен в соответствии с размером электронных чипов (обычно 10 мм в длину и ширину) и фактическими потребностями в рассеивании тепла, поэтому емкость рассеивания тепла ультратонких тепловых трубок ограничена.

С наступлением эры 5G ультратонкие тепловые трубки постепенно не могут удовлетворить потребности портативных мобильных электронных продуктов в охлаждении. Ультратонкие равномерно нагретые пластины обычно формируются путем сварки и герметизации пластин корпуса, а их внешние размеры можно регулировать в соответствии с фактическими потребностями в рассеивании тепла. Они также имеют превосходную термальную проводимость, большую зону передачи тепла, и хорошее представление единообразия температуры. Они очень подходят для применения в современных миниатюрных электронных устройствах с проникновением 5G и привлекают большое внимание исследователей. Сочетание ультратонкой равномерной нагревательной пластины и охлаждения с помощью графена в настоящее время является основным решением для охлаждения смартфонов. Поэтому разработка ультратонких теплообменных пластин с отличными характеристиками теплопередачи имеет решающее значение для содействия разработке мобильных электронных устройств 5G.

Эта статья посвящена применению ультратонких гомогенизационных пластин в высокоинтегрированных и сверхлегких электронных устройствах. В нем описывается теория принципа теплопередачи ультратонких гомогенизационных пластин, структурная конструкция ультратонких гомогенизационных пластин (структура всасывающего сердечника и расположение газожидкостного канала), а также методы их упаковки и производства. Он обобщает текущее состояние развития ультратонких гомогенизационных пластин и научно прогнозирует и с нетерпением ожидает их будущих исследований.