Panoramica dei tubi di calore e delle piastre di equalizzazione
La produzione di tubi di calore e piastre di equalizzazione della temperatura si ottiene realizzando scanalature o polvere di sinterizzazione in un tubo di rame o in una cavità piatta. Scanalature e polvere sinterizzata formano una struttura capillare.
Quindi aggiungere una piccola quantità di fluido di lavoro al dispositivo e quindi sigillare sottovuoto. La struttura centrale (polvere sinterizzata, rete, scanalatura) e il liquido (acqua, ammoniaca, azoto) possono essere modificati per raggiungere lo scopo di modificare le caratteristiche di trasferimento del calore dell'apparecchiatura.Un modulo di raffreddamento completo a due fasi comprende uno o più tubi di calore e/o camere del vapore, un set di dissipatori di calore per dissipare il calore nell'aria circostante e un metodo meccanico per collegare il radiatore alla fonte di calore.
Quando il calore agisce su un dispositivo bifase (evaporatore), come mostrato in figura, il liquido vicino alla fonte di calore si vaporizzerà, aumentando la pressione di vapore. Questo aumento di pressione locale fa sì che il vapore fluisca nell'area a bassa pressione dell'apparecchiatura (al condensatore).
Il vapore si condenserà su tutte le superfici più fredde per formare un dispositivo isotermico. Successivamente, la condensa trasferisce il calore latente del vapore attraverso la parete del condensatore alle alette e viene scaricata nell'aria. La condensa viene assorbita dallo stoppino e dal capillare, quindi l'acqua viene riportata nell'evaporatore.
Questo processo è come immergere un angolo di una spugna in acqua per assorbire completamente l'acqua. Sebbene la gravità abbia un ruolo in questo ciclo, l'azione capillare naturale del nucleo (metallo sinterizzato, griglia o scanalatura) è la causa principale del movimento del liquido. Tipo di stoppino con tubo di calore e camera di vapore
La struttura più comune del materiale del nucleo del tubo di calore è il materiale del nucleo sinterizzato, perché ha la massima versatilità in termini di capacità di gestione della potenza e capacità di lavoro antigravità. I nuclei dello schermo a rete sono meno costosi da produrre, ma consentono al tubo di calore o alla camera del vapore di essere più sottili rispetto al nucleo sinterizzato. Tuttavia, poiché la forza capillare dello schermo è significativamente inferiore a quella del nucleo sinterizzato, la sua capacità di resistere alla gravità o di gestire carichi termici più elevati è ridotta. Il nucleo della scanalatura ha il costo e le prestazioni più bassi. Solo quando l'evaporatore si trova al di sotto del condensatore dovrebbero essere prese in considerazione le applicazioni di assistenza per gravità. La scanalatura funge da struttura interna delle alette per favorire l'evaporazione e la condensa.
La struttura della piastra di temperatura uniforme più comune è la seguente:
Scelta di heat pipe e piastra di temperatura uniforme
1. Il tubo di calore trasferisce il calore e la piastra a temperatura uniforme emette calore.
Per molte ragioni, la progettazione termica può richiedere che la fonte di calore sia posizionata in diverse posizioni del radiatore, il tubo di calore può essere formato in qualsiasi forma lungo tutte le direzioni assiali e anche il tubo di calore può estendersi dal substrato all'aletta. Questo è impossibile da ottenere con una piastra a temperatura uniforme.
Quando la potenza termica del chip è molto grande, è richiesta la velocità di diffusione del calore. E gradiente di temperatura. In questo momento, la piastra a temperatura uniforme ha un vantaggio, perché la piastra a temperatura uniforme è bidimensionale e il tubo di calore è unidimensionale.
L'uso di tubi di calore per bassa potenza o bassa densità di potenza è conveniente. Se vengono utilizzati più tubi di calore, è possibile considerare una piastra a temperatura uniforme.
2. Se la potenza è piccola e la densità è molto alta, l'effetto dell'utilizzo di una piastra a temperatura uniforme sarà molto migliore. Poiché la superficie della piastra a temperatura uniforme è ampia e piatta, la fonte di calore e la piastra a temperatura uniforme sono a diretto contatto. Il tubo di calore ha bisogno del supporto del substrato per realizzare il trasferimento di calore. La piastra di temperatura uniforme non necessita di un mezzo intermedio, l'effetto di raffreddamento aumenterà di 3-4 gradi e la resistenza termica della zona di condensazione è bidimensionale, che può essere ridotta di 1-2 gradi. Pertanto, si consiglia di utilizzare una piastra di equalizzazione della temperatura in occasioni a bassa potenza e ad alta densità.
Infine, si raccomanda che se la differenza di temperatura nella parte inferiore del chip supera i 10 gradi, si consiglia di utilizzare una piastra di equalizzazione o un tubo di calore per trasferire rapidamente il calore. Per ottenere l'ottimizzazione delle prestazioni elettriche dei semiconduttori.
