Tecnologia di raffreddamento a camera di vapore ultrasottile per un raffreddamento elettronico ad alta potenza
Lo sviluppo della tecnologia elettronica ha fortemente promosso la miniaturizzazione e l’integrazione ad alte prestazioni dei dispositivi elettronici, ma ha invece portato ad un aumento del calore disperso dai chip elettronici, e le sfide di gestione termica dei dispositivi elettronici ad alta potenza si stanno gradualmente intensificando. La Vapor Chamber (VC) è ampiamente utilizzata come dispositivo di dissipazione del calore in dispositivi elettronici come smartphone, laptop e comunicazioni. Utilizza il calore latente di vaporizzazione del liquido di lavoro per portare via una grande quantità di calore, mentre la forza motrice capillare della struttura capillare interna garantisce la circolazione del liquido di lavoro. Essendo un dispositivo di dissipazione del calore a due fasi, VC è sempre stato ampiamente studiato nella ricerca scientifica e nel mercato.
La camera di vapore ultrasottile (UTVC) è costituita da una piastra evaporatrice, una piastra condensatrice e un nucleo capillare, con uno spessore di 0,5 mm. Il nucleo capillare ha una forma simile ai girasoli, con uno spessore di 1mm, ed è composto da un nucleo interno e da un nucleo esterno. Il nucleo interno è costituito da una maglia di rame con un diametro esterno di 35 mm e una maglia da 300, composta da 18 canali di troppo pieno del gas e di reflusso del liquido, nonché un nucleo capillare con un diametro interno di 15 mm. Il nucleo esterno si riferisce al nucleo interno ed è costituito da un nucleo capillare a canale con un diametro esterno di 70 mm. La forma della struttura capillare viene completata mediante lavorazioni di taglio a filo e taglio laser.
Il nucleo capillare a strati a gradiente radiale ha un canale a cavità intervallata come canale di troppo pieno del gas, il canale capillare come canale per il reflusso del liquido, il nucleo interno della rete di rame fine può fornire forza capillare per il reflusso del liquido e il nucleo esterno della maglia grossolana la rete di rame può ridurre la resistenza al reflusso liquido e migliorare la permeabilità. I nuclei interno ed esterno del nucleo capillare a strati a gradiente radiale vengono tagliati e sinterizzati sulla piastra dell'evaporatore. Le piastre dell'evaporatore e del condensatore sono saldate per diffusione per collegare il nucleo capillare al condensatore, supportando allo stesso tempo la cavità interna. La saldatura ad alta frequenza viene utilizzata per saldare il tubo di iniezione e infine, attraverso il processo di riduzione, vengono eseguiti il pompaggio del vuoto e l'iniezione di liquido. L'intero processo è già molto maturo nel processo di supporto dei tubi termici.
È stata condotta un'analisi comparativa delle prestazioni termiche tra UTVC e piastre di rame della stessa dimensione geometrica, descrivendo i cambiamenti nella temperatura della fonte di calore e nella resistenza termica in base a diversi consumi energetici. Rispetto alle piastre in rame, UTVC ha prestazioni di trasferimento del calore più elevate e una distribuzione della temperatura più uniforme all'interno dell'intervallo di consumo energetico del test, soprattutto in caso di consumo energetico elevato. Il Qmax di UTVC è 420W (187,6 W/cm2), la resistenza termica minima è 0,0531 gradi/W (360 W) e la resistenza termica è ridotta del 59,2%. Più ampiamente utilizzato nel campo del raffreddamento elettronico ad alta potenza.
