현재 전자 장치에 사용되는 방열 방법에는 주로 흑연 방열판, 그래핀 방열판, 열전도 젤 방열, 히트 파이프 방열판, 증기 챔버 등이 포함됩니다.
그중 흑연 방열, 그래핀 방열 및 열전도 젤 방열은 방열 효과가 제한된 방열 재료에 속하며 주로 소형 전자 제품에 사용됩니다. 히트파이프와 증기챔버는 방열 효율이 높은 방열 부품으로 주로 대형, 중형 전자장비에 사용된다.
히트 파이프와 증기 챔버 모두 전도, 증발, 대류 및 응축의 4가지 주요 단계를 포함하여 열 방출을 달성하기 위해 상 변화를 사용하지만 열 전도 방법은 다릅니다. 히트 파이프는 1차원 열 전달인 반면, 증기 챔버는 2차원 열 전달이며, 방열 매체와의 접촉 면적이 더 크고, 열 방출이 더 균일하며, 소형화된 전자 장치와 같은 분야의 응용 분야 요구에 더 잘 적응할 수 있습니다. 5G 시대에. 관련 연구에 따르면 균일한 열판을 갖춘 방열판의 성능은 히트파이프의 성능보다 20~30% 더 높아 열전도 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.
증기 챔버의 원리와 구조
증기 챔버는 밀봉된 튜브 쉘, 다공성 액체 흡수 코어 및 작동 유체로 구성됩니다.
액체 작동 유체는 열을 흡수하고 증발 끝에서 증발한 다음 기체 형태로 공동의 응축 끝으로 이동하여 열을 방출하고 응축합니다. 응축된 액체 작동 유체는 모세관력에 의해 구동되고 다공성 흡입 코어를 통해 증발 끝으로 다시 운반됩니다. 이 사이클에서 가열판은 외부 동력 구동 없이 독립적으로 작동할 수 있어 효율적인 열 전달이 완료됩니다.
VC 방열판은 열 전달 방향에 따라 두 가지 유형으로 나눌 수 있으며, 두 가지 유형의 소킹 플레이트는 두께와 길이 방향을 따라 열을 전달합니다. 전자는 대규모 응축을 통해 더 많은 열을 빼앗을 수 있습니다. 후자는 장거리 전송이 가능하고 탁월한 온도 균일성 성능을 유지할 수 있습니다.
증기 챔버 방열판은 주로 표준 증기 챔버 방열판(2mm 이상), 초박형 증기 챔버 방열판(2mm 이상)으로 구분됩니다.<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber heat sink (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
증기 챔버 플레이트의 적용
증기 챔버 플레이트의 적용은 다양한 적용 환경, 지상 환경 적용 및 항공 우주 환경 적용에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 전자는 중력 환경에 있는 반면, 후자는 무중력, 미세중력 또는 초중력 환경에 있습니다.
지상 환경의 적용에는 주로 다음과 같은 측면이 포함됩니다.
1) 5G 기지국: 증기 챔버 방열판은 주로 5G 기지국 BBU 및 AAU(Active Antenna Unit)의 쉘 열 방출에 사용됩니다.
증기 챔버 방열판에 대한 5G 기지국의 성능 요구 사항이 점차 증가함에 따라 매크로 기지국, 소형 기지국 등의 고밀도 방열 요구 사항을 충족하기 위해 더 높은 방열 성능 증기 챔버 방열판을 개발해야 합니다.
2) 휴대폰, 컴퓨터 등 전자제품: 휴대폰, 노트북 등 전자제품의 다양화와 고성능화로 인해 전반적인 에너지 소비가 증가하고 있습니다.
최근 몇 년 동안 국내 제조업체에서 출시한 대부분의 스마트폰과 노트북은 증기 챔버 방열판 냉각 방식을 채택하고 있습니다.
5G 스마트폰과 아이패드가 고출력, 경량, 고성능을 향한 지속적인 발전을 배경으로 방열판의 초박형, 고품질, 고급 디자인이 향후 주요 개발 트렌드가 될 것입니다. 미래.
3) 고출력 LED 분야: LED 칩의 전력 소비 증가와 고출력 LED 조명(경량화 및 설치 용이성)의 구조 변화로 인해 기존의 방열 방식은 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 그러한 램프의 열 방출 요구 사항.
LED 광원의 방열 문제를 해결하는 새로운 방법으로 증기 챔버는 고유한 방열 이점을 통해 점차 고출력 LED 시대의 주요 수요이자 산업 추세가 되었습니다.
현재 Mercedes Benz, BMW 시리즈, Meiss Lighting 등의 회사를 포함하여 자동차 헤드라이트 분야에서 시장 적용이 이루어졌습니다. 또한 LED 산업 및 광산 조명, 프로젝션 조명 및 기타 분야에서 증기 챔버의 응용을 연구하는 많은 학자가 있지만 아직 대규모 응용이 이루어지지 않았습니다.
LED의 저가형 분야에서 증기 챔버 적용에 대한 수요가 증가함에 따라 증기 챔버의 적용 비용을 어떻게 절감할 것인가가 중요한 연구 방향이 될 것입니다.
4) 신에너지 차량의 열 관리: 신에너지 차량 산업은 빠르게 발전하고 있으며, 자동차의 동력원인 전력 배터리로서 열 관리는 일반적으로 증기 챔버 냉각 모듈을 사용하여 달성되는 핵심 기술 중 하나입니다. 냉각 및 전원 배터리 열교환 인터페이스.
증기 챔버 냉각 모듈의 균일하고 효율적인 열 전도성은 배터리 열을 효과적으로 줄이고 배터리 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
5) 고출력 레이저: 고출력 레이저의 전기광학 변환 효율은 대부분 40~60%이며, 에너지의 거의 절반이 열을 통해 전달됩니다.
동시에, 작동 중 레이저에서 발생하는 열은 출력 전력 감소, 전기광 변환 효율 감소, 임계 전류 증가 등 반도체 레이저의 정상적인 작동에 영향을 미치는 기타 요인으로 이어질 수 있습니다. .
증기 챔버 냉각기는 반도체 레이저 방열판의 높은 열 유속 밀도를 신속하게 균질화하여 레이저의 안정적인 광학 성능을 보장하는 동시에 열 방출 효율을 향상시킬 수 있습니다.
결론
전자 부품은 작은 부피에서 많은 양의 열을 발생시키며, 효과적인 열 방출은 향후 기술 개발의 주요 어려움 중 하나가 되었습니다.
기존 히트파이프와 비교하여 구리 증기 챔버는 새로운 유형의 열전도 장치로서 열원과 직접 접촉하여 모든 방향으로 균일하게 열을 전달할 수 있습니다. 효율적이고 균일한 열전도 성능을 갖고 있어 전자, 항공우주, 신에너지 자동차 등의 분야에서 널리 사용됩니다.
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