5G の冷却需要は 2 倍になります。スマートフォンを冷却するにはどうすればよいですか?

スマートフォンはより薄く、より持ち運びやすいように設計されており、内部コンポーネントのより優れた放熱性と信頼性が求められます。電子製品の性能はますます強力になり、集積度とアセンブリ密度は常に増加しており、その結果、消費電力と発熱量が急激に増加しています。統計によると、電子部品の熱集中による材料の破損は、全体の故障率の 65% ～ 80% を占めます。熱管理技術は電子製品にとって重要な要素です。

OLED スクリーンの普及とワイヤレス充電技術の普及により、熱放散の需要と難しさも増大しています。一方で、携帯電話の急速充電能力とワイヤレス充電能力は徐々に向上しており、電力の増加に伴い放熱の需要も増加しています。一方で、OLEDスクリーンの透過性は徐々に増加し、OLED材料は高温により劣化する傾向があるため、放熱要件はますます高くなっています。同時に、5Gスマートフォンのアンテナの数は4G携帯電話の5〜10倍に達する可能性があり、ワイヤレス充電技術の革新により、放熱の需要も向上しています。

携帯電話の冷却には、アクティブとパッシブの 2 つの方法があります。基本的な考え方は、携帯電話の冷却 (パッシブ冷却) または携帯電話の熱 (アクティブ冷却) の熱抵抗を減らすことです。電子機器の開発に関わるチップの消費電力と発熱量を削減することで、アクティブ冷却を実現します。受動的熱放散は、熱伝導材料とデバイスによって実現されます。熱を発生するコンポーネントは、CPU、バッテリー、マザーボード、RF フロントエンドなどです。これらのコンポーネントから発生した熱は、ヒートシンクによって熱容量の大きな中間層に導入され、電話機のシェルを通して放出されます。そしてヒートシンク。

熱の伝達には、熱伝導、対流、放射の 3 つの方法があります。熱伝達モードに応じて、冷却システムはファン、フィン（グラファイトシート、金属フィンなど）、熱伝導インターフェースデバイスで構成できます。一般的な CPU 空冷ラジエーターを例にとると、その動作原理は、CPU ヒートシンクが熱伝導インターフェースデバイスを介して CPU 表面に接触し、CPU 表面の熱が CPU ヒートシンクに伝達され、CPU ヒートシンクの熱が CPU ヒートシンクに伝達されます。 CPU ヒートシンクの表面は、冷却ファンによって生成される空気の流れによって奪われます。現在、市場で広く使用されている熱伝導性材料は、熱伝導性接着剤、熱伝導性泥、熱伝導性ゲル、導電性グラファイトフィルム、相変化熱伝導性界面材料などです。

従来の熱伝導材料は主に銅、アルミニウム、銀などの金属材料です。しかし、金属材料の高密度と高膨張係数により、銀、銅、アルミニウムの熱伝導率は430W / mk、400W / mkです。それぞれmkと238 w / mk。熱伝導性グラファイトシートは独特の結晶方位を持っており、2方向に均一に熱を伝導します。電話機の加熱の中心温度を広い領域に分散させることで、熱を均一に放散できます。現在、スマートフォンの放熱方式のほとんどはグラファイトフィンを使用しています。しかし、電子機器の放熱需要が高まるにつれ、単層または二層のグラファイトフィンの熱伝導では、より高い放熱需要を満たすことができなくなりました。

携帯電話冷却ソリューション、ヒートパイプおよび温度均一化ボードソリューションの比較が目立つ

携帯電話ハードウェアの継続的なアップグレードに伴い、携帯電話ハードウェアが実行するタスクはより複雑になり、CPU などのチップ コンポーネントは熱の攻撃にさらされるようになります。ただし、携帯電話のサイズには一定の制限があり、温度の上昇によりプロセッサ システムのパフォーマンスが低下します。したがって、携帯電話の放熱問題は特に重要です。 5G とワイヤレス充電では信号伝送の要件が高く、金属バックプレーンによる信号シールドの欠陥がさらに大きくなります。 5G 携帯電話では金属バックプレーン設計が使用されなくなると予想されており、元のグラファイトと金属バックプレーンの放熱技術は大きな課題に直面しています。スマートフォンでは、より多くのグラファイト + 金属ミドルフレーム ソリューションが使用されることが予想されます。現在、市場にある携帯電話用の主な放熱ソリューションは、熱伝導性ゲル、グラファイトシート、グラフェン、温度均一化ボード、ヒートパイプなどです。