ノートパソコンの冷却におけるヒートパイプとジッパーフィンの仕組み

ラップトップのサーマル モジュールでは、ヒート パイプ、クーリング ファン、クーリング ジッパー フィンの 3 つの重要な要素があります。 さらに、それらの間の接触面積と熱伝導効率を改善するために使用される要素があります。

CPU、GPU、ビデオメモリ、電源モジュールなどのチップの表面は、銅製ヒートシンクの層で覆われています。 チップとヒート パイプの間の媒体として、その主な役割は、チップから熱をすばやく「抽出」することです。これにより、接触面積が増加し、放熱面積が拡大します。

同時に、チップとヒートシンクの間、およびヒートシンクとヒート パイプの間に、フィラーとしてサーマル グリースの層もあります。 真の「ストレス」熱設計では、ヒートシンクとヒート パイプの表面も細かく研磨する必要があります。ミクロレベルの導電性シリコーングリス。

ヒートパイプは純銅製の中空金属パイプです。 CPU/GPUチップに接する部分が「蒸発端」、冷却フィンに接する部分が「凝縮端」です。 ヒートパイプには凝縮液（純水など）が充満しています。 その動作原理は、チップ表面の高温がヒートパイプの蒸発端で液体を蒸気に変換し、チューブキャビティに沿ってヒートパイプのテール (凝縮端) に移動することです。 この領域の温度が比較的低いため、高温の蒸気はすぐに液体になり、毛細管現象によってヒート パイプの内壁に沿って元の位置に戻り、サイクルごとに熱伝達サイクルが完了します。

ラップトップ サーマル モジュールの設計では、直径が粗く、ヒート パイプの数が多いほど、熱伝導効率が高くなります。 ただし、ヒート パイプの凝縮セクション内の高温の蒸気を最短時間で液体に還元するために、冷却フィンにも高い要件が課せられます。

冷却フィンは、電子工学設計の分野では「受動冷却要素」に分類されます。 素材は主にアルミと銅です。 その動作原理は、ヒートパイプから伝達された熱を対流の形で放散することです。 放熱効率は表面積に依存します。

冷却フィンは単独では存在できないことに注意してください。 冷却フィンのグループは、冷却ファンと対応する冷却アウトレットに対応している必要があります。 15W 以上の TDP プロセッサを搭載したノートパソコンの場合、冷却フィンはチップから放出される熱にまったく対応できません。 これらの熱は、外部から吸入された冷たい空気を通してファンによって追い払われなければなりません!