그만큼증기실냉각 모듈은 내부 벽에 미세 구조가 있는 진공 챔버로, 일반적으로 구리로 만들어집니다. 열원에서 증발 영역으로 열이 전달되면 증기 챔버 공동의 냉각수는 저진공 환경에서 가열된 후 증발하기 시작합니다. 이때 열이 흡수되어 부피가 급격히 팽창하게 됩니다. 기상 냉각 매체는 전체 증기 챔버 공간을 빠르게 채웁니다. 가스상 작동 매체가 상대적으로 차가운 지역에 접촉하면 응축이 발생합니다. 증발 시 축적된 열은 응축에 의해 방출되며, 응축된 냉각수는 미세구조 모세관을 통해 증발열원으로 되돌아갑니다. 이 작업은 챔버에서 반복됩니다.
재질 : 일반적으로 구리로 만들어짐
구조: 내벽에 미세구조가 있는 진공챔버
주로 사용: 서버, 고급 그래픽 카드 및 기타 제품
열 저항 값: 0.25도 /W
적용 온도: 0도 ~150도
VC 방열판은 일반적으로 작은 부피나 빠른 방열이 필요한 전자 제품에 사용됩니다. 현재는 주로 서버, 고급 그래픽 카드 및 기타 제품에 사용됩니다. 히트파이프의 강력한 경쟁자입니다. VC 방열판은 겉보기에는 평평한 판으로, 상단과 하단에 덮개가 서로 닫혀 있으며,
구리 기둥이 이를 뒷받침합니다. 균질화 판의 상부 및 하부 구리 시트는 일반적으로 작동 유체로 순수한 물을 사용하여 무산소 구리로 만들어지며 모세관 구조는 구리 분말 소결 또는 구리 메쉬로 만들어집니다. 증기 챔버 플레이트가 평판 특성을 유지하는 한 형상 윤곽은 적용되는 방열 모듈의 환경에 따라 크게 제한되지 않으며 사용 시 배치 각도에도 제한이 없습니다. 실제 적용에서 평판의 임의의 두 지점에서 측정된 온도 차이는 10도 미만일 수 있으며 이는 히트 파이프의 열원에 대한 열 전도 효과보다 더 균일하므로 증기 챔버 플레이트. 일반 온도 균등화판의 열 저항은 0.25 /W이며 0도 ~150도에서 사용됩니다.
응고에는 네 가지 주요 단계가 있습니다. 증기 챔버는 미세 구조로 가득 찬 용기에 순수한 물을 주입하여 형성된 2상 유체 장치입니다. 열은 외부 고온 영역의 열 전도를 통해 플레이트로 들어갑니다. 점열원 주변의 물은 열을 빠르게 흡수하여 증기로 증발하여 많은 양의 열을 빼앗아갑니다. 수증기의 잠열을 재사용합니다. 보드 내의 증기가 고압 영역에서 저압 영역(즉, 저온 영역)으로 확산되고 증기가 온도가 낮은 내벽과 접촉하면 수증기가 빠르게 액체로 응축되어 열 에너지를 방출합니다. 응축된 물은 미세구조의 모세관 작용에 의해 열원점으로 역류하여 열전달 사이클을 완성하여 물과 증기가 공존하는 2상 사이클 시스템을 형성합니다. 증기실에서 물의 기화는 계속되고, 증기실의 압력은 온도 변화와 균형을 유지합니다.
낮은 온도에서 작동할 때 물의 열전도 계수는 낮지만 온도에 따라 물의 점도가 변하기 때문에 증기 챔버는 5도 또는 10도에서도 작동할 수 있습니다. 액체 환류는 모세관력에 의해 영향을 받기 때문에 증기 챔버는 중력의 영향을 덜 받고 응용 시스템 설계 공간을 어떤 각도에서도 사용할 수 있습니다. 증기 챔버는 전원 공급 장치나 움직이는 구성 요소 없이 완전히 밀봉된 수동 장치입니다.
구리메쉬의 확산결합 및 복합미세구조
열전도관과 달리 증기실냉각 모듈먼저 진공청소한 후 순수한 물을 주입하여 모든 미세구조물을 채울 수 있도록 제작됩니다. 충전된 매체는 메탄올, 알코올, 아세톤 등을 사용하지 않고 탈기된 순수를 사용하므로 환경 문제가 없으며 증기 챔버의 효율성과 내구성을 향상시킬 수 있습니다.
균질화 플레이트에는 주로 분말 소결과 다층 구리 메쉬의 두 가지 유형의 미세 구조가 있으며 둘 다 동일한 효과를 갖습니다. 그러나 분말소결 미세구조의 분말품질과 소결품질은 제어가 쉽지 않은 반면, 다층 구리메쉬 미세구조는 확산결합 증기챔버의 상하에 구리판과 구리메쉬를 적용하여 개구 일관성과 제어성이 떨어진다. 분말 소결 미세 구조보다 품질이 더 안정적입니다. 높은 일관성은 액체 흐름을 보다 원활하게 만들어 미세 구조의 두께와 증기 챔버의 두께를 크게 줄일 수 있습니다.
업계에서는 150W 열 전달 시 플레이트 두께가 3.00mm입니다. 구리 분말 소결 미세 구조를 갖춘 증기 챔버의 품질은 제어하기가 쉽지 않기 때문에 일반적으로 전체 방열 모듈은 열 전도 튜브 설계로 보완되어야 합니다.
확산 결합을 이용한 다층 구리 메쉬의 결합 강도는 모재 금속의 결합 강도와 동일합니다. 기밀성이 높기 때문에 납땜이 필요하지 않으며 접합 과정에서 미세 구조 막힘이 없습니다. 확산 접합으로 만들어진 증기 챔버는 더 나은 품질과 더 긴 서비스 수명을 제공합니다.
확산접합 방식으로 제작한 후 구멍이 새는 경우 재작업을 통해 수리할 수도 있습니다. 다층 구리 메쉬의 확산 결합 외에도 열원 근처에 더 작은 조리개 구리 메쉬를 결합하는 증기 챔버 설계는 증발 영역의 순수를 빠르게 보충하고 전체 증기 챔버의 순환을 보다 원활하게 만들 수 있습니다.
또한, 마이크로 구조를 지역적 설계로 모듈화하여 여러 열원의 방열 설계에 적용할 수 있습니다. 따라서 확산결합과 지역적 계층적 설계로 설계된 증기챔버의 단위면적당 열유속이 크게 증가하고, 소결된 미세구조 균질화판에 비해 열전달 효과가 더 좋다.
컴퓨터에 온도 균등판 적용
히트파이프의 상대적으로 성숙한 기술과 저렴한 가격으로 인해 현재 증기 챔버 히트싱크의 시장 경쟁력은 히트파이프에 비해 여전히 열세입니다.
그러나 증기 챔버의 빠른 방열 특성으로 인해 현재 응용 프로그램은 CPU 또는 GPU와 같은 전자 제품의 전력 소비가 80W~100W 이상인 시장을 목표로 하고 있습니다. 따라서 증기챔버는 대부분 맞춤형 제품으로, 작은 부피나 빠른 방열이 필요한 전자제품에 적합하다. 현재는 주로 서버, 고급 그래픽 카드 및 기타 제품에 사용됩니다. 앞으로는 고급 통신 장비, 고출력 LED 조명 및 기타 방열에도 사용할 수 있습니다.
증기 챔버의 미래 개발
현재 증기 챔버의 2차원 방열 모세관 구조를 제조하는 주요 방법에는 소결, 구리 메쉬, 홈, 금속 필름 등이 있습니다.
기술 개발 측면에서, 알루미늄과 같은 더 가벼운 핀에 맞게 증기 챔버의 열 저항을 더욱 줄이고 향후 열 전도 효과를 향상시키는 방법은 항상 연구자들의 목표였습니다. 생산 측면에서는 생산 수율을 높이고 전반적인 냉각 솔루션 비용을 절감할 수 있는 방법을 찾는 것이 산업 발전 방향입니다.
제품 적용 측면에서 증기 챔버는 히트파이프에 비해 열전도가 1차원에서 2차원으로 확장됐다.
앞으로는 다른 가능한 방열 응용 분야를 해결하기 위해 증기 챔버 솔루션이 연속적으로 개발되고 있습니다.
결론:
증기 챔버는 일종의 평면 히트 파이프로, 열원 표면에 모인 열 흐름을 신속하게 전달하여 응축 표면의 넓은 면적으로 확산시켜 열 방출을 촉진하고 부품 표면의 열 흐름 밀도를 감소시킬 수 있습니다. .
증기 챔버의 구조: 완전히 닫힌 평평한 공동은 바닥 판, 프레임 및 덮개 판으로 구성됩니다. 공동 내부의 벽에는 액체를 흡수하는 모세관 코어 구조가 장착되어 있습니다. 모세관 코어 구조는 금속 와이어 메쉬, 마이크로 그루브, 섬유 와이어 또는 금속 분말 소결 코어 및 여러 구조 조합일 수 있습니다. 필요한 경우 진공흡입으로 인한 함몰 및 발열로 인한 변형을 극복하기 위해 챔버 내부에 지지구조물을 설치하여야 한다.
증기 챔버의 장점: 작은 크기로 방열판을 보급형 저전력 소비만큼 얇게 만들 수 있습니다. 열전도가 빠르며 열 축적이 쉽지 않습니다. 모양은 제한이 없으며 다양한 방열 환경에 적응할 수 있도록 정사각형, 원형 등이 될 수 있습니다. 낮은 시작 온도; 높은 열전달 속도; 좋은 온도 균등화 성능; 높은 출력 전력; 낮은 제조 비용; 긴 서비스 수명; 가벼운 무게.
컴퓨터 분야의 증기 챔버 적용: 증기 챔버의 대부분은 맞춤형 제품으로 작은 부피 또는 빠른 열 방출이 필요한 전자 제품에 적합합니다. 현재 주로 서버, 태블릿, 고급 그래픽 카드 및 기타 제품에 사용됩니다. 앞으로는 고급 통신 장비, 고출력 LED 조명 및 기타 방열에도 사용할 수 있습니다.
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