Ultradünne Dampfkammer-Kühltechnologie für leistungsstarke elektronische Kühlung
Die Entwicklung der elektronischen Technologie hat die Miniaturisierung und Hochleistungsintegration elektronischer Geräte erheblich vorangetrieben, aber stattdessen zu einem Anstieg der Abwärme elektronischer Chips geführt, und die Herausforderungen beim Wärmemanagement elektronischer Hochleistungsgeräte nehmen allmählich zu. Vapor Chamber (VC) wird häufig als Wärmeableitungsgerät in elektronischen Geräten wie Smartphones, Laptops und Kommunikationsgeräten verwendet. Es nutzt die latente Verdampfungswärme der Arbeitsflüssigkeit, um eine große Wärmemenge abzutransportieren, während die kapillare Antriebskraft der inneren Kapillarstruktur für die Zirkulation der Arbeitsflüssigkeit sorgt. Als zweiphasiges Wärmeableitungsgerät wurde VC in der wissenschaftlichen Forschung und auf dem Markt schon immer umfassend untersucht.
Die ultradünne Dampfkammer (UTVC) besteht aus einer Verdampferplatte, einer Kondensatorplatte und einem Kapillarkern mit einer Dicke von 0,5 mm. Der Kapillarkern hat eine sonnenblumenähnliche Form mit einer Dicke von 1 mm und besteht aus einem Innenkern und einem Außenkern. Der Innenkern besteht aus einem Kupfernetz mit einem Außendurchmesser von 35 mm und einem 300-Mesh-Netz, das aus 18 Gasüberlauf- und Flüssigkeitsrückflusskanälen sowie einem Kapillarkern mit einem Innendurchmesser von 15 mm besteht. Der äußere Kern bezieht sich auf den inneren Kern und besteht aus einem Kanalkapillarkern mit einem Außendurchmesser von 70 mm. Die Form der Kapillarstruktur wird durch Drahtschneid- und Laserschneidprozesse vervollständigt.
Der geschichtete Kapillarkern mit radialem Gradienten verfügt über einen Intervallhohlraumkanal als Gasüberlaufkanal, einen Kapillarkanal als Kanal für den Flüssigkeitsrückfluss, den inneren Kern des feinen Kupfernetzes, der Kapillarkraft für den Flüssigkeitsrückfluss bereitstellen kann, und den äußeren Kern des groben Kupfergeflecht kann den Flüssigkeitsrückflusswiderstand verringern und die Durchlässigkeit verbessern. Der innere und äußere Kern des geschichteten Kapillarkerns mit radialem Gradienten werden geschnitten und auf der Verdampferplatte gesintert. Die Verdampfer- und Kondensatorplatten sind diffusionsgeschweißt, um den Kapillarkern mit dem Kondensator zu verbinden und gleichzeitig den inneren Hohlraum zu stützen. Zum Schweißen des Einspritzrohrs wird Hochfrequenzschweißen verwendet, und schließlich werden im Reduktionsprozess Vakuumpumpen und Flüssigkeitseinspritzung durchgeführt. Der gesamte Prozess ist im Heatpipe-Unterstützungsprozess bereits sehr ausgereift.
Es wurde eine vergleichende Analyse der thermischen Leistung zwischen UTVC und Kupferplatten gleicher geometrischer Größe durchgeführt und die Änderungen der Wärmequellentemperatur und des Wärmewiderstands bei unterschiedlichem Stromverbrauch beschrieben. Im Vergleich zu Kupferplatten weist UTVC eine höhere Wärmeübertragungsleistung und eine gleichmäßigere Temperaturverteilung innerhalb des Teststromverbrauchsbereichs auf, insbesondere bei hohem Stromverbrauch. Der Qmax von UTVC beträgt 420W (187,6 W/cm2), der minimale Wärmewiderstand beträgt 0,0531 Grad/W (360 W) und der Wärmewiderstand ist um 59,2 % reduziert. Wird häufiger im Bereich der Hochleistungs-Elektronikkühlung eingesetzt.
