超軽量の毛細管駆動ヒートパイプ冷却技術

毛細管駆動ヒート パイプは、そのシンプルな設計、低コスト、柔軟な設計、優れた放熱能力により、現代の熱管理マイクロ電子部品にとって最も一般的なソリューションと考えられます。スマートフォンやラップトップでは、ユニバーサルな筒状のデザインを平らにしてさらに圧縮します。ヒートパイプの原理は、真空チャンバー内の作動流体の潜熱変換を通じてマイクロエレクトロニクス部品から放出される過剰な熱を伝播させることです。エンクロージャ構造のコールドエンドとホットエンドはそれぞれ蒸発器と凝縮器として機能し、中間部分の機能は、(i) 蒸気の流れ (ホットエンドからコールドエンドへ) と (ii) 凝縮水の流れ (コールドエンドからホットエンドまで) 毛細管作用により、芯構造を通って中央の中空領域を通過します。中央では、蒸気と凝縮水が反対方向に流れ、表面張力による流れの力によって生じる自由表面界面によって分離されます。ヒート パイプの設計目標は、熱をヒート パイプに沿って輸送し、凝縮器の端で放散できるようにすることで、蒸発器に取り付けられたコンポーネントの動作温度を下げることです。

最近、韓国の全南大学の Kiju Kang 教授は、電子冷却システムの熱ソリューションにおいて最新の進歩を遂げました。毛細管駆動ヒート パイプは、圧縮電子冷却システムの効果的な熱ソリューションであり、モバイル アプリケーションに超軽量のヒート パイプ熱ソリューションを提供します。この研究では、作動流体の相変化プロセスをカプセル化するシェルを、厚さ約40μmの化学メッキによって形成しました。さらに、毛細管を通して凝縮水を熱源に輸送するウィック構造もケーシングの内面に化学メッキされ、厚さ 100 μm の微多孔層を形成します。

この芯構造は、微多孔質芯層上にナノテクスチャーの黒色化を形成することによって、逐次超親水化される。軽量の尺度としての当社のプロトタイプの超軽量ヒートパイプ (UHP) の実効密度は、同様の外形寸法の焼結銅コアを備えた同じタイプの市販製品が平均して 73% 軽量化されていることを示しています (例:同等の熱放散を実現しながら、約 10.0 g と比較して 2.7 g)。さらに、極薄壁シェルとランプコアの追加の熱放散により、uHP は蒸発器温度を 25% 低下させて動作します。