VC液冷還是熱管？ 選擇最適合你的散熱解決方案

近年來，隨著手機處理器效能的提升以及5G時代的到來，行動裝置需要處理的資料量越來越大。 這意味著手機等行動裝置的效能需求也在不斷增加，而散熱效能則成為更重要的挑戰。

為了因應這項挑戰，許多新出的旗艦機和5G手機開始採用VC液冷散熱技術。 然而，對大多數同學來說，VC液冷散熱可能還不太熟悉。 那麼，讓我們來了解一下VC液冷散熱與傳統的銅管散熱有哪些不同。

手機上的超薄VC液冷技術

來源：互聯網

VC液冷的基礎介紹

單層VC均熱板

單層VC均熱板由一層金屬薄膜和兩層或多層薄型基板組成。 金屬薄膜通常由銅或鋁製成，具有良好的熱傳導性能。 基板可以是矽、陶瓷等材料，用於提供結構支撐和電絕緣。

例如，Slice Chamber的VC均熱板就能夠達到高效率的熱傳導和均勻的熱分佈。

• 銅管的打扁增加了表面積
• 毛細結構和支撐架構提供了更多的熱傳導路徑和支撐
• 焊接的封閉確保了內部結構的穩定性和密封性

這樣的設計可以應用於各種高性能電子設備中，提供有效的散熱解決方案。

VC散熱均溫板（Slice Chamber）

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多層VC均熱板

多層VC均熱板在單層VC均熱板的基礎上增加了多層金屬薄膜和基板。 這些金屬薄膜和基板透過焊接、黏接或其他方式相互連接，形成多層結構。 多層設計可增加VC均熱板的散熱性能與均熱性

例如，常規VC（大VC）的VC均熱板就能夠達到高效率的熱傳導和均勻的熱分佈。

• 上下兩片銅板提供了熱傳導的路徑
• 毛細結構增加了表面積，支撐柱保持結構穩定性
• 焊接的封閉確保了整體的密封性

這種設計形式也常用於高性能電子設備中，提供可靠的散熱解決方案。

VC散熱均溫板（常規型）

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還有一種超薄VC：一般由薄銅片蝕刻+燒網結構、四周焊接而成。 可以是單層的，也可以是雙層的。 這取決於具體的設計和製造要求。

超薄均熱板（蝕刻）

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VC液冷的工作原理

VC均熱板工作原理示意圖    

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1. 熱源加熱均熱板底座，使銅網微狀蒸發器吸收熱量。
2. 冷卻液（純水）在真空超低壓環境下迅速蒸發為熱空氣。
3. Vapor Chamber透過真空設計，促進熱空氣在銅網微狀環境中流通，實現導熱。
4. 熱空氣受熱上升，與散熱板上部的冷源接觸，散發熱量並重新凝結成液體，達到散熱。
5. 凝結後的冷卻液經由銅微狀結構的毛細管回流到均熱板底部的蒸發源處，以達到回流。 回流的冷卻液再次透過蒸發器受熱後氣化，並透過銅網微管實現吸熱、導熱和散熱，如此反覆循環。

VC液冷散熱中，均熱板內壁具有毛細結構，內部充滿液體，並抽真空以提高散熱效果。 當有熱量釋放到均熱板時，內部液體會透過蒸發轉化為熱蒸汽，並傳遞到冷凝層。 在冷凝層受冷後，熱蒸氣重新凝結為液體，並透過毛細力或其他機制返回熱源處，完成液體的循環。

熱管由密封的金屬管道組成，內部充滿工作介質（通常是液態）。 當熱源加熱管道的一端時，工作介質在熱端蒸發成為熱蒸汽，然後透過管道的傳導作用將熱量傳遞到冷端。 在冷端，熱蒸汽接觸到冷源，重新凝結為液體，然後透過毛細力或重力作用返回熱端，形成閉合循環。

從原理上來說，熱管和VC都利用了液體蒸發和凝結的循環過程來實現熱量的傳導和散發。 它們在散熱技術上有相似之處，並且都在高效散熱和溫度控制方面發揮重要作用。

VC液冷跟熱管的差別

散熱層散熱特性展示

VC液冷（Vapor Chamber Liquid Cooling）和熱管在散熱技術上有一些差異：

1. 結構：VC液冷通常是平板狀的，內部有毛細管和蒸發器/冷凝器，形成封閉空間。 熱管是一條細長的管道，通常是彎曲或盤旋狀。
2. 散熱面積：VC液冷的散熱面積相對較大，可覆蓋整個散熱區域。 熱管的散熱面積相對較小。
3. 散熱介質：VC液冷使用高導熱性液體，如純水或液態金屬合金。 熱管使用低沸點液體，如水或氨。
4. 散熱原理：VC液冷利用液體的蒸發和凝結來傳導熱量，透過毛細管的循環回流實現散熱。 熱管則透過管道的導熱作用來傳遞熱量。
5. 應用範圍：VC液冷主要用於高功率電子設備和高性能電腦等領域。 熱管廣泛應用於各種電子設備、汽車、航太和工業領域。

總的來說，VC液冷和熱管都是利用液體的蒸發和凝結來傳導熱量，提供有效的散熱解決方案。 但VC 均熱板製造流程更複雜，但是相比熱管擁有更快的散熱速度。 它們在結構、散熱面積、散熱介質和應用範圍等方面存在差異，並針對不同的散熱需求和應用場景而設計和使用。