ベイパーチャンバーヒートシンクの用途

ベイパー チャンバーは密閉された銅板で構成され、少量の液体 (脱イオン水など) で満たされているため、熱源からの熱が迅速に放散されます。ベイパーチャンバーヒートシンクの内部には支持構造があり、キャビティの壁が曲がるのを防ぎます。ベーパー チャンバーは正式にはヒート パイプと呼ばれ、通常高出力機器で使用されるヒート シンク基板に最適な放熱オプションの 1 つです。効率的な冷却を実現するために、均一温度プレートは一般にフィンと組み合わされます。

ベーパーチャンバーは、内壁に微細構造を備えた密閉真空容器と、それ自身のガスと平衡状態にある少量の作動流体で構成されています。真空容器は通常銅製で周囲が密閉されています。内壁の微細構造は、さまざまな物質で構成されています。最も一般的な方法は、銅粉末を容器の内壁に焼結する方法です。多くの流体をベーパーチャンバーヒートシンクの作動流体として使用できます。ただし、ほとんどの CPU、GPU、および LED 冷却アプリケーションでは、潜熱が高く、表面張力が高く、熱伝導率が高く、コストと環境を考慮しているため、通常、作動流体として水が選択されます。

チャンバー内の圧力が低いため、流体は通常の沸騰温度よりもはるかに低い温度で蒸発します。ベーパー チャンバー ヒートシンク に熱が加えられると、その位置付近の流体がすぐに蒸発し、チャンバー全体が満たされます (圧力差によって駆動されます)。蒸気が冷たい内壁面に触れると凝縮して熱を放出し、凝縮した流体は微細構造の毛細管現象によって熱源に戻ります。蒸発と凝縮のサイクルが繰り返されると、熱源からの熱がチャンバー全体に移動し、チャンバーの表面に均一な温度分布が生じます。

適切な設計の下では、ベーパー チャンバーの熱放散は、銅製ラジエーターと比較して 10-30% 改善できます。一部のデバイスのアプリケーションでは、温度均一化プレートを使用すると、ラジエーターの上部にファンを取り付ける必要がなくなり、温度を必要なレベルまで下げることができるため、冷却システムの信頼性が向上し、ノイズが排除されます。