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华为Mate60 Pro的巨型VC均热板,激光焊接难度有多高?

2023-09-27 顺联机械
      华为Mate60 Pro未发先售时已被网友拆解透彻,除了回归金属一体化机身,Mate60 Pro还拥有约7300平方毫米的VC均热板,相当于iPhone 14 Pro大小的3/4,如此超大面积的均热板在手机界着实罕见!

左图:Mate 60 Pro拆机右图:Mate 60 Pro均热板与iPhone 14 Pro大小对比图源:胜利文绉绉


      VC均热板是啥?市场前景如何?激光钣金企业还有入局机会吗?



VC均热板市场广阔,华为引领加工新趋势
      VC均热板是一种新型的两相流散热技术,核心原理是通过均热板里面的液体吸热变成气体,气体运行到冷端变回液体,这种二相变化的过程把热量带走。VC均热板具有导热性高、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。

索尼Xperia Z5两条尺寸很小的散热铜管

       随着智能手机性能及功耗的增加,以及VC均热板生产工艺的不断成熟,VC均热板满足5G时代高功耗散热需求,在智能手机领域的渗透率持续提升,已逐步发展成为中高端智能手机的主流散热解决方案,市场需求也逐年提升。



      市调机构Research and Markets预测,到2028年全球均热板市场规模将达到约17亿美元,预测期内的复合年均增长率为14.20%。

       据知情人士透露,华为Mate 60 Pro采用的是大面积VC均热板+氧化石墨烯散热材料,手机散热和电磁屏蔽产品的供应商是飞荣达。作为具有划时代意义的Mate 60或许推动了VC均热板朝更大、更轻薄的方向发展。

腔体气密性要求严格,焊接成关键制程
      均热板主要由壳体、毛细吸液芯、工作液、支撑柱构成。传统的生产制造流程分为4个步骤:下盖铜片烧网——上下盖板对位扣盖板——放入石墨治具——高温扩散焊接。
下盖铜片烧网:将铜网和铜片接合;
上下盖板对位扣盖板:将上下盖板根据相应的地位关系,逐个盖好;
放入石墨治具:将盖好的铜板放入加工好的石墨治具内,石墨治具需用等静压石墨;
真空扩散焊接:将石墨治具放入扩散焊接炉内,扩散结合高阶扩散结合技术(扩散焊),不用任何焊料即可实现二金属互相接合,接合后两片金属将合而为一。

激光焊接是形成气密腔体的重要制造手段。生产制造过程中,VC均热板是由高导热的金属薄片上、下盖经气密焊接,形成容纳微量工作液的真空腔两相导热器件。VC均热板工作时,工作液在密闭腔体内长期经历液相——气相相变循环,腔体的气密性保证工作液不发生泄漏,是VC均热板正常工作的关键之一。


克服污染、能耗高等难点,深耕全流程激光焊接
      传统VC均热板上、下盖的封装焊接多采用钎焊或真空扩散焊,但均存在问题:
这两种激光焊接手段都需要高温设备,钎焊还需要用到金属焊膏,高温时焊膏助剂气化,不仅生成废气,还存在污染超薄VC毛细结构的风险,造成性能下降;
真空扩散焊设备的炉腔需要加热至金属薄片的软化点附件,并在长达10-12小时的焊接过程中保持高温,因而生产能耗高,周期长。
      随着均热板制作工艺和结构不断优化,先进的激光焊接技术攻克了金属铜板激光反射率高、吸收效率低等工程难题,实现了VC均热板上、下盖可靠、快速的激光焊接。
面对5G手机带来的庞大VC均热板市场需求,激光钣金企业不断深耕,研发出全流程的激光焊接工艺,而这些创新技术都将在明年3月举办的ITES深圳工业展上集中亮相,敬请关注。

2023 ITES深圳工业展现场
       ITES深圳工业展旗下的焊接及自动化设备展区围绕焊接行业,展出产品涵盖弧焊设备、电阻焊设备、焊接机器人、激光焊接设备、焊接配件、焊接耗材、检测/测量仪器及焊接防护用品等。为金属加工、新能源及汽车、钢结构、机械制造等精密制造行业,提供创新激光焊接工艺技术及自动化解决方案,助力企业高质量发展。