3DVCの構造と動作原理

ヒート パイプは、パイプの一端からもう一端に熱を伝導する一次元の熱伝導素子です。 VC（ヒーティングプレート）は、点から面へ熱を伝導する二次元熱伝導素子です。 3D-VC は、その名前が示すように、X および Y 平面方向の熱伝導を可能にするだけでなく、Z 方向の一次元の熱伝導も追加します。その原理は、2次元VC+1次元ヒートパイプのようなものです。 3DVC の中心的な特徴は、内部空洞が全方向に導電性であり、全方向の毛細管構造も互いに接続されていることです。彼は、従来の温度均一化プレート上にヒートパイプを溶接するのとは根本的に異なります。

3DVC の製造プロセスは非常に複雑で、ヒート パイプと VC を作成し、内部キャビティが導通して確実に密閉されるように 2 つを溶接するのと同じです。製品のY方向のサイズが大きいため、溶接能力が非常に低く、価格が高価になります。現在の主流は、はんだペーストを使用してヒートパイプとVCトップカバーを溶接し、その後キャピラリ構造を焼結し、サポート構造を追加し、上下カバーを溶接する方法です。以降の処理は従来のVCと同様です。

一体型上部カバー（Ｙ方向ヒートパイプシェルとＶＣ上部カバーシェルを鍛造等により一体形状とする）を使用することも可能である。このプロセスにも大きな制限があり、投資コストが高いため、広く採用されていません。 3DVC を作成する際の難しさは、複数の接続位置と高い密閉要件にあります。毛細管構造は、スムーズな液体還流チャネルを確保するために互いに接続される必要があります。サクションコアの導入により、液体逆流の効果をある程度高めることができます。

ベーパーチャンバー自体は熱伝導率の高い要素です。 3DVC が登場するまでは、過熱チューブを使用して BASE から各冷却プレートに熱を素早く伝達するのが主な方法でした。銅材料自体の熱抵抗だけでなく、BASE とヒート パイプの間には接触熱抵抗が依然として存在します。 3D VC は、熱放散を強化するために外部可動コンポーネントを導入することなく、3 次元構造での熱拡散による相変化熱伝達の原理を利用して、チップから歯の遠端に熱を直接かつ効率的に伝達して放熱します。効率的な放熱、均一な温度分布、ホットスポットの減少という利点があり、高出力デバイスの放熱と高熱束密度領域での均一な温度というボトルネック要件を満たすことができます。