Thermisches Design für Hochleistungs-Loop-Heatpipe-Kühlkörper

Loop Heat Pipe ist eine neue Art von Heat Pipe, die die Vorteile eines schnellen Starts, einer guten Temperaturgleichmäßigkeit und einer hohen Wärmeübertragungsleistung bietet. Es ist auf dem Gebiet der thermischen Lösung weit verbreitet.

Wenn jedoch ein Schleifenwärmerohr angewendet wird, um das thermische Problem von Hochleistungschips zu lösen, steht es vor den Problemen hoher Herstellungskosten und schwieriger Verarbeitungstechnologie. Daher ist es notwendig, das kostengünstige Loop-Heatpipe-Wärmeableitungsmodul zu untersuchen. Basierend auf der Herstellung von Wärmerohren mit einer Schleife und der kombinierten Anwendung von Wärmerohren mit mehreren Schleifen erfüllt dieses Papier die Anforderungen eines Hochleistungs-Wärmeableitungsmoduls, reduziert die Schwierigkeit des Herstellungsprozesses von Schleifenwärmerohren und die Herstellungskosten von Wärmeableitungsmodulen. und hat eine positive praktische Bedeutung für die F & E und die industrielle Anwendung von Hochleistungs-Wärmeableitungsmodulen.

Arbeitsprinzip:

Sintern Sie zuerst die Kapillarschicht in der "Verdampfungsleitung" eines Wärmerohrs mit einer Schleife und schweißen Sie sie dann mit der "Dampf- und Flüssigkeitsrückleitung und der Flüssigkeitseinspritzleitung". Saugen Sie die gesamte Rohrleitung durch das "Flüssigkeitseinspritzrohr" ab und spritzen Sie dann eine angemessene Menge Kältemittel ein, um ein unabhängiges Wärmerohr zu bilden.

Dann werden die Wärmerohre mit vier Schleifen und Kühlkörpervorrichtungen wie Kühlrippen, Aluminiumblöcke und Kupferblöcke zu einem Ganzen verschweißt, um ein Wärmeableitungsmodul zu bilden; Nachdem das Wärmeableitungsmodul im Anwendungsszenario installiert ist, bewirkt die von der Wärmequelle erzeugte Wärme, dass das Arbeitsmedium in der Kapillarstruktur die Phase ändert und Dampf erzeugt. Angetrieben durch die Druckdifferenz strömt der Dampf entlang der Rohrleitung zum Kondensatorende, gibt die latente Wärme ab, kühlt zu Flüssigkeit ab und kehrt zum Verdampfungsende zurück, um zu rezirkulieren.

Material:

Das gesinterte Rohr besteht aus sauerstofffreiem Kupfer c1020, mit einem Durchmesser von 9 mm und einer Wandstärke von 0,5 mm.

Aufbau der Kapillarschicht:

Die Pulverschichtstruktur im Inneren des Sinterrohrs ist konisch ausgebildet, mit einem Ende als kleines Loch und dem anderen Ende als Öffnung. Sein Zweck besteht darin, den Dampf im Rohr in die Konstruktionsrichtung strömen zu lassen, zu verhindern, dass der Dampf im Rohr gleichzeitig zu beiden Enden gleichmäßig diffundiert, und ein Dampfgleichgewicht im Rohr zu bilden, um den Dampf im Rohr zu blockieren Rohr und zum Ausfall führen.

Schleifen-Heatpipe-Löten:

Das Loop-Heatpipe verwendet ein Hochfrequenzschweißverfahren, und das gesinterte Rohr, das Kupferrohr und das Flüssigkeitseinspritzrohr werden zu einem vollständigen Loop-Heatpipe verschweißt. In Anbetracht dessen, dass das Wärmerohr vor der Flüssigkeitseinspritzung eine Hochtemperaturreduzierung benötigt, ist das zum Schweißen verwendete Lötmittel ein Hochtemperaturlot: 15ag, und die Schweißtemperatur beträgt etwa 780 Grad ~ 820 Grad.

Vakuumpumpen von Schleifenwärmerohren:

Für das Schleifenwärmerohr der Injektionsöffnung für die verarbeitete Flüssigkeit muss eine Hochtemperaturreduzierung durchgeführt werden, und das Vakuumpumpen muss so bald wie möglich nach dem Abkühlen durchgeführt werden. Der Vakuumgrad soll 3e-4 Torr betragen.

Kältemittel einfüllen:

Füllen Sie Kältemittel R134a durch die Flüssigkeitsinjektionsöffnung in das Kreislaufwärmerohr, das den Vakuumpumpprozess abgeschlossen hat. Da der Siedepunkt des Kältemittels R134a niedrig ist, muss das Wärmerohr in 5-Grad-Eiswasser eingespritzt werden; Der Ventileinsatz und der Aufsatz müssen festgezogen werden, um eine Mikroleckage des Nadelventils zu verhindern.

Nutzen und Vorteile:

Das Strukturdesign des Loop-Heatpipe-Wärmeableitungsmoduls ist flexibel. Entsprechend unterschiedlichen Anwendungsszenarien und Stromverbrauchsanforderungen können Loop-Heatpipes mit unterschiedlichen Strukturen, unterschiedlichen Mengen und unterschiedlichen Rohrdurchmessern so ausgelegt werden, dass sie in demselben Wärmeableitungsmodul verwendet werden, um die Wärmeableitungsanforderungen verschiedener Hochleistungschips zu erfüllen;

Schleifenwärmerohre und andere Komponenten sind relativ unabhängige Komponenten. Ein Einzelschleifen-Wärmerohr wird unabhängig hergestellt, was einfach zu skalieren und in Massenproduktion herzustellen ist; Als unabhängige Person ist die Qualität eines Single-Loop-Heatpipes einfacher zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass das Heatpipe mit qualifizierter Leistung in den nächsten Prozess einfließen kann, und das Qualitätsrisiko des fertigen Produkts zu verringern.

Der Herstellungsprozess eines Wärmerohrs mit einer einzelnen Schleife ist einfach zu realisieren und kann im Wesentlichen mit einer herkömmlichen Wärmerohr-Herstellungsausrüstung geteilt werden, wodurch die Investitionskosten für die anfängliche Ausrüstung eingespart werden können.