高出力電子冷却のための超薄型ベーパーチャンバー冷却技術

電子技術の発展により、電子機器の小型化と高性能集積化が大きく推進されましたが、その代わりに電子チップからの廃熱が増加し、高出力電子機器の熱管理の課題は徐々に深刻化しています。ベイパーチャンバー (VC) は、スマートフォン、ラップトップ、通信などの電子機器の放熱デバイスとして広く使用されています。作動液の蒸発潜熱を利用して多量の熱を奪い、内部の毛細管構造による毛細管駆動力により作動液の循環を確保します。 VC は二相放熱デバイスとして、科学研究や市場において常に広く研究されてきました。

超薄型ベーパー チャンバー (UTVC) は、蒸発プレート、凝縮プレート、および厚さ 0.5 mm のキャピラリー コアで構成されます。毛細管コアは厚さ1mmのヒマワリに似た形状をしており、内コアと外コアから構成されています。内部コアは外径 35 mm の銅メッシュと 300 メッシュでできており、18 個のガスオーバーフローチャネルと液体還流チャネル、および内径 15 mm のキャピラリーコアで構成されています。アウターコアとはインナーコアを指し、外径70mmのチャンネルキャピラリーコアで構成されています。毛細管構造の形状は、ワイヤー切断とレーザー切断プロセスによって完成します。

放射状勾配層状毛細管コアには、ガスオーバーフローチャネルとしての間隔空洞チャネル、液体還流用のチャネルとしての毛細管チャネルがあり、細かい銅メッシュの内側コアは液体還流に毛細管力を提供でき、粗い銅メッシュの外側コアは銅メッシュは液体の逆流抵抗を軽減し、透過性を向上させることができます。放射状勾配層状毛細管コアの内側コ​​アと外側コアが切断され、蒸発器プレート上で焼結されます。蒸発器プレートと凝縮器プレートは拡散溶接されてキャピラリコアを凝縮器に接続し、同時に内部キャビティもサポートします。インジェクションチューブを高周波溶接で溶接し、最後に還元工程を経て真空引きと液体注入を行います。ヒートパイプサポートプロセスでは、プロセス全体がすでに非常に成熟しています。

UTVC と同じ幾何学的サイズの銅板間の熱性能の比較分析が実施され、異なる消費電力下での熱源温度と熱抵抗の変化が説明されました。銅板と比較して、UTVC は熱伝達性能が高く、テスト消費電力範囲内、特に高消費電力での温度分布がより均一です。 UTVC の Qmax は 420W (187.6W/cm2)、最小熱抵抗は 0.0531 度 /W (360W) で、熱抵抗は 59.2% 減少します。高出力電子冷却の分野でより広く使用されています。