5G سیل فون میں ہیٹ پائپ اور وانپ چیمبر کا اطلاق
4G دور سے 5G دور تک، اسمارٹ فون چپس، ڈیٹا ٹرانسمیشن ریٹ، RF ماڈیولز اور دیگر فیچرز کی کارکردگی میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ وائرلیس چارجنگ، این ایف سی، اور دیگر فنکشنز آہستہ آہستہ معیاری آلات بن گئے ہیں، اور موبائل فونز پر گرمی کی کھپت کا دباؤ بڑھتا ہی جا رہا ہے۔ انٹیگریشن، پاور کثافت، اور اسمبلی کثافت جیسے اشاریوں میں مسلسل اضافے کی وجہ سے، 5G دور میں الیکٹرانک آلات آپریٹنگ پاور کی کھپت اور گرمی کی پیداوار میں تیزی سے اضافہ کا سامنا کر رہے ہیں جبکہ ان کی کارکردگی میں مسلسل بہتری آ رہی ہے۔ اعداد و شمار کے مطابق، الیکٹرانک آلات میں تھرمل ارتکاز کی وجہ سے مواد کی خرابی کل ناکامی کی کارکردگی کا 65-80% ہے۔ زیادہ گرمی کی وجہ سے آلے کی ناکامی سے بچنے کے لیے، تھرمل کوندکٹو سلیکون چکنائی، تھرمل کنڈکٹیو جیل، گریفائٹ تھرمل کنڈیکٹو شیٹ، ہیٹ پائپ، ویپر چیمبر اور دیگر ٹیکنالوجیز ابھری ہیں اور مسلسل تیار ہوتی رہیں۔ حرارت کی کھپت کا انتظام 5G دور میں الیکٹرانک آلات کے لیے ایک اہم انتخاب بن گیا ہے۔
عام طور پر، الیکٹرانک آلات کے لیے گرمی کو ختم کرنے کے دو طریقے ہیں: فعال کولنگ (فون کی بے ساختہ گرمی کو کم کرنے کے لیے) اور غیر فعال کولنگ (گرمی کی کھپت کو باہر کی طرف تیز کرنے کے لیے)۔ ان میں سے، فعال کولنگ بنیادی طور پر حرارتی عنصر سے غیر متعلق طاقت کے اجزاء کو زبردستی گرمی کو ختم کرنے کے لیے استعمال کرتی ہے، جو عام طور پر زیادہ طاقت کی کثافت اور نسبتاً بڑے الیکٹرانک آلات پر لاگو ہوتی ہے، جیسے کہ ڈیسک ٹاپ کمپیوٹرز اور لیپ ٹاپس میں لیس پنکھے، اور ڈیٹا کے لیے مائع کولڈ کولنگ۔ سینٹر سرورز؛ غیر فعال حرارت کی کھپت بنیادی طور پر اجزاء سے پیدا ہونے والی حرارت کو تھرمل کوندکٹو مواد اور آلات کے ذریعے ماحول میں چھوڑتی ہے۔ یہ بجلی کے اجزاء کی شرکت کے بغیر گرمی کی کھپت کا طریقہ ہے اور موبائل فونز، ٹیبلٹ، اسمارٹ واچز، آؤٹ ڈور بیس اسٹیشن وغیرہ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔
فی الحال، الیکٹرانک آلات میں استعمال ہونے والی تھرمل ٹیکنالوجیز میں بنیادی طور پر تھرمل کوندکٹیو مواد جیسے گریفائٹ ہیٹ ڈسپیپشن، میٹل بیک پلین، فریم ہیٹ ڈسیپیشن، تھرمل کنڈکٹیو جیل ہیٹ ڈسیپیشن، اور تھرمل کنڈکٹیو ڈیوائسز جیسے ہیٹ پائپ اور وی سی شامل ہیں۔ ان میں تھرمل کنڈکٹیو جیل، تھرمل کنڈکٹیو سلیکون گریس، گریفائٹ شیٹ اور میٹل شیٹ بنیادی طور پر چھوٹے اور درمیانے درجے کی الیکٹرانک مصنوعات میں استعمال ہوتی ہیں جبکہ ہیٹ پائپ اور وی سی بنیادی طور پر بڑے اور درمیانے درجے کے الیکٹرانک آلات جیسے لیپ ٹاپ، کمپیوٹرز میں استعمال ہوتے ہیں۔ اور سرورز.
ہیٹ پائپ اور وانپ چیمبر گرمی کی ترسیل اور کولنگ میڈیا کی تیز رفتار حرارت کی منتقلی کی خصوصیات کو استعمال کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں دھات اور گریفائٹ مواد کے مقابلے میں تھرمل چالکتا میں 10 گنا سے زیادہ اضافہ ہوتا ہے۔ ایک ابھرتی ہوئی کولنگ ٹیکنالوجی کے حل کے طور پر، حالیہ برسوں میں اسمارٹ فونز کے میدان میں ان کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ ان میں سے، ہیٹ پائپ کی تھرمل چالکتا 10000 سے 100000 W/mK تک ہوتی ہے، جو خالص تانبے کی فلم سے 20 گنا اور ملٹی لیئر گریفائٹ فلم سے 10 گنا زیادہ ہے۔ ہیٹ پائپ ٹیکنالوجی کے اپ گریڈ کے طور پر، وانپ چیمبر تھرمل چالکتا کو مزید بہتر بناتا ہے۔
ایک ہیٹ پائپ عام طور پر ایک خول، ایک سکشن کور، اور ایک اینڈ کور پر مشتمل ہوتا ہے، جو پائپ کے اندر کو 1.3 × (10-10-2) Pa کے دباؤ کے بعد، کام کرنے والے مائع کی مناسب مقدار کو بھرتا ہے۔ سکشن کور کے کیپلیری غیر محفوظ مواد کو ٹیوب کی اندرونی دیوار کے خلاف مضبوطی سے مائع سے بھریں اور اسے سیل کریں۔ پائپ کا ایک سرا وانپیکرن سیکشن (ہیٹنگ سیکشن) ہے، اور دوسرا سرہ گاڑھا ہونا سیکشن (کولنگ سیکشن) ہے۔ درخواست کی ضروریات کے مطابق دونوں حصوں کے درمیان ایک موصلیت کا سیکشن ترتیب دیا جا سکتا ہے۔ سکشن کور کیپلیری مائیکرو پورس مواد کو اپناتا ہے، جو مائع کو ریفلکس کرنے کے لیے کیپلیری سکشن (مائع سطح کے تناؤ سے پیدا ہوتا ہے) کا استعمال کرتا ہے۔ ٹیوب کے اندر مائع گرمی جذب کرتا ہے اور گرمی جذب کرنے والے حصے میں بخارات بن جاتا ہے، کولنگ سیکشن میں گاڑھا اور ریفلکس، اور گرمی کو دور کرتا ہے۔
vpaor چیمبر کا کام کرنے والا اصول ہیٹ پائپ کی طرح ہے، جس میں چار اہم مراحل بھی شامل ہیں: ترسیل، بخارات، کنویکشن، اور کنڈینسیشن۔ دونوں کے درمیان بنیادی فرق گرمی کی ترسیل کے مختلف طریقوں میں ہے۔ ہیٹ پائپ کا ہیٹ کنڈکشن موڈ ایک جہتی ہے، جو کہ ایک لکیری ہیٹ کنڈکشن موڈ ہے، جبکہ ویپاور چیمبر کا ہیٹ کنڈکشن موڈ دو جہتی ہے، جو سطحی ہیٹ کنڈکشن موڈ ہے۔ گرمی کے پائپوں کے مقابلے میں، ہوموجنائزنگ پلیٹ، ہیٹ سورس، اور ہیٹ ڈسپیشن میڈیم کے درمیان رابطہ کا علاقہ بڑا ہے، جو سطح کے درجہ حرارت کو زیادہ یکساں بنا سکتا ہے۔ دوسری بات یہ کہ vpaor چیمبر کا استعمال حرارت کے منبع اور آلات سے براہ راست رابطہ کر سکتا ہے تاکہ تھرمل مزاحمت کو کم کیا جا سکے، جبکہ ہیٹ پائپ کو گرمی کے منبع اور ہیٹ پائپ کے درمیان سبسٹریٹ کے ساتھ سرایت کرنے کی ضرورت ہے۔ آخر میں، vpaor چیمبر ہلکا اور مربوط اور ہلکے وزن والے موبائل فونز کے رجحان کے لیے زیادہ موافق ہے۔ متعلقہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ VC ریڈی ایٹرز کی کارکردگی ہیٹ پائپوں کے مقابلے میں 20% سے 30% تک بہتر ہوتی ہے۔
اگرچہ ہیٹ پائپوں اور بخارات کے چیمبر کی تھرمل چالکتا زیادہ ہے، لیکن اصول یہ ہے کہ فون کے حرارتی اجزاء سے ماحول میں حرارت کی منتقلی کو تیز کیا جائے۔ حتمی تھرمل اثر اب بھی تھرمل مواد اور ہوا کے درمیان تھرمل کنویکشن پر منحصر ہے۔ لہذا، تھرمل مواد کی تھرمل خصوصیات کا موبائل فون کے تھرمل اثر پر ناقابل تردید اثر پڑتا ہے۔ اس وقت، "ہیٹ سنک (گرافین فلم/ گریفائٹ شیٹ) + ہیٹ پائپ/ وانپ چیمبر" کا مجموعی حل آہستہ آہستہ مارکیٹ میں پہچانا جاتا ہے۔
