ヒートパイプとイコライジングプレートの概要

ヒートパイプと温度均等化プレートの製造は、銅管または平らな空洞に溝または焼結粉末を作ることによって達成されます。 溝と焼結粉末は毛細管構造を形成します。

次に、デバイスに少量の作動油を追加してから、真空シールします。 装置の熱伝達特性を変更する目的を達成するために、コア構造（焼結粉末、メッシュ、溝）および液体（水、アンモニア、窒素）を変更できます。完全な2相冷却モジュールには、1つまたは複数のヒートパイプおよび/または蒸気チャンバー、周囲の空気に熱を放散するためのヒートシンクセット、およびラジエーターを熱源に接続する機械的な方法が含まれます。

図のように二相装置（蒸発器）に熱が作用すると、熱源付近の液体が蒸発し、蒸気圧が上昇します。 この局所的な圧力上昇により、蒸気が機器の低圧領域（復水器）に流れます。

蒸気はすべての冷たい表面で凝縮し、等温装置を形成します。 次に、復水器は蒸気の潜熱を復水器の壁を通してフィンに伝達し、空気中に放出します。 凝縮液は芯と毛細管に吸収され、水は蒸発器に戻されます。

このプロセスは、スポンジの角を水に浸して完全に水を吸収するようなものです。 このサイクルでは重力が役割を果たしますが、コア（焼結金属、グリッド、または溝）の自然な毛細管現象が液体の動きの主な原因です。 ヒートパイプ・スチームチャンバー芯タイプ

最も一般的なヒートパイプコア材料構造は、電力処理能力と反重力作業能力の点で最高の汎用性を備えているため、焼結コア材料です。 メッシュスクリーンコアは製造コストが低くなりますが、ヒートパイプまたはスチームチャンバーを焼結コアに比べて薄くすることができます。 ただし、スクリーンの毛細管力は焼結コアの毛細管力よりも大幅に小さいため、重力に抵抗したり、より高い熱負荷を処理したりする能力は低下します。 グルーブコアは、コストとパフォーマンスが最も低くなります。 蒸発器が凝縮器の下にある場合にのみ、重力アシストアプリケーションを検討する必要があります。 溝は、蒸発と凝縮を助ける内部フィン構造として機能します。

最も一般的な均一温度プレート構造は次のとおりです。

ヒートパイプと均一な温度プレートの選択

1.ヒートパイプが熱を伝達し、均一な温度プレートが熱を放出します。

多くの理由から、熱設計では、熱源をラジエーターのさまざまな位置に配置する必要があり、ヒートパイプはすべての軸方向に沿って任意の形状に形成でき、ヒートパイプでさえ基板からフィンまで延びることができます。 これは、均一な温度プレートでは達成できません。

チップの熱出力が非常に大きい場合、熱拡散の速度が必要になります。 そして温度勾配。 このとき、均一温度板は二次元であり、ヒートパイプは一次元であるため、均一温度板には利点があります。

低電力または低電力密度のためのヒートパイプの使用は費用効果が高いです。 複数のヒートパイプを使用する場合は、均一な温度プレートを考慮することができます。

2.電力が小さく、密度が非常に高い場合は、均一な温度プレートを使用した場合の効果がはるかに高くなります。 均一温度板の表面が大きくて平らなため、熱源と均一温度板が直接接触しています。 ヒートパイプは、熱伝達を実現するために基板のサポートを必要とします。 均一な温度プレートは中間媒体を必要とせず、冷却効果は3〜4度増加し、凝縮ゾーンの熱抵抗は2次元であり、1〜2度減少する可能性があります。 したがって、低電力および高密度の場合には、温度均等化プレートを使用することをお勧めします。

最後に、チップ下部の温度差が10度を超える場合は、均等化プレートまたはヒートパイプを使用して熱をすばやく伝達することをお勧めします。 半導体の電気的性能の最適化を実現します。