Lechambre à vapeurLes modules de refroidissement sont une chambre à vide avec une microstructure sur la paroi interne, généralement en cuivre. Lorsque la chaleur est transférée de la source de chaleur à la zone d'évaporation, le liquide de refroidissement dans la cavité de la chambre à vapeur commence à se vaporiser après avoir été chauffé dans un environnement à faible vide. A ce moment, la chaleur est absorbée et le volume augmente rapidement. Le fluide de refroidissement en phase gazeuse remplit rapidement toute la cavité de la chambre à vapeur. Lorsque le fluide de travail en phase gazeuse entre en contact avec une zone relativement froide, de la condensation se produit. La chaleur accumulée pendant l'évaporation est libérée par condensation et le liquide de refroidissement condensé retournera à la source de chaleur d'évaporation via le tube capillaire à microstructure. Cette opération sera répétée dans la chambre.
Matériau : généralement en cuivre
Structure : chambre à vide avec micro structure sur la paroi intérieure
Principalement utilisé pour : le serveur, les cartes graphiques haut de gamme et autres produits
Valeur de résistance thermique : 0,25 degrés/W
Température d'application : 0 degrés ~ 150 degrés
La plaque de dissipateur thermique VC est généralement utilisée pour les produits électroniques nécessitant un petit volume ou une dissipation thermique rapide. À l'heure actuelle, il est principalement utilisé dans les serveurs, les cartes graphiques haut de gamme et d'autres produits. C'est un concurrent sérieux du caloduc. La plaque du dissipateur thermique vc est une plaque plate en apparence, avec un couvercle en haut et en bas pour se fermer l'un l'autre,
Il est soutenu par des colonnes en cuivre. Les feuilles de cuivre supérieure et inférieure de la plaque d'homogénéisation sont constituées de cuivre sans oxygène, généralement avec de l'eau pure comme fluide de travail, et la structure capillaire est constituée de frittage de poudre de cuivre ou de maille de cuivre. Tant que la plaque à chambre à vapeur conserve ses caractéristiques de plaque plate, le contour de la forme dépend de l'environnement du module de dissipation thermique appliqué, sans trop de restriction, et il n'y a aucune restriction sur l'angle de placement lors de l'utilisation. Dans la pratique, la différence de température mesurée en deux points quelconques de la plaque plate peut être inférieure à 10 degré, ce qui est plus uniforme que l'effet de conduction thermique du caloduc vers la source de chaleur, d'où le nom de la plaque de la chambre à vapeur. La résistance thermique de la plaque d'égalisation de température commune est de 0,25 degrés/W, qui est utilisée entre 0 degrés et 150 degrés.
Il y a quatre étapes principales de solidification. La chambre à vapeur est un dispositif fluide diphasique formé en injectant de l’eau pure dans un récipient rempli de microstructures. La chaleur pénètre dans la plaque par conduction thermique depuis la zone externe à haute température. L'eau autour de la source de chaleur ponctuelle absorbera rapidement la chaleur et se vaporisera en vapeur, évacuant ainsi une grande quantité de chaleur. Réutilisez la chaleur latente de la vapeur d’eau. Lorsque la vapeur dans le panneau se diffuse de la zone haute pression vers la zone basse pression (c'est-à-dire la zone basse température) et que la vapeur entre en contact avec la paroi intérieure à température plus basse, la vapeur d'eau se condense rapidement en liquide et libère de l'énergie thermique. L'eau condensée retourne au point de source de chaleur par l'action capillaire de la microstructure pour compléter un cycle de transfert de chaleur, formant un système de cycle à deux phases où coexistent l'eau et la vapeur. La gazéification de l'eau dans la chambre à vapeur se poursuit et la pression dans la chambre maintiendra l'équilibre avec le changement de température.
Le coefficient de conduction thermique de l'eau est faible lorsqu'elle fonctionne à basse température, mais comme la viscosité de l'eau change avec la température, la chambre à vapeur peut également fonctionner à 5 degrés ou 10 degrés. Puisque le reflux du liquide est effectué par la force capillaire, la chambre à vapeur est moins affectée par la gravité et l'espace de conception du système d'application peut être utilisé sous n'importe quel angle. La chambre à vapeur est un dispositif passif complètement scellé, sans alimentation électrique ni aucun composant mobile.
Collage par diffusion et microstructure composite de maille de cuivre
Différente du tube conducteur de chaleur, la chambre à vapeurmodules de refroidissementest réalisé en aspirant d'abord puis en injectant de l'eau pure, afin que toutes les microstructures puissent être remplies. Le milieu rempli n'utilise pas de méthanol, d'alcool, d'acétone, etc., mais utilise de l'eau pure dégazée, il n'y aura donc aucun problème environnemental et l'efficacité et la durabilité de la chambre à vapeur peuvent être améliorées.
Il existe principalement deux types de microstructures dans la plaque d'homogénéisation : le frittage de poudre et le treillis de cuivre multicouche, qui ont tous deux le même effet. Cependant, la qualité de la poudre et la qualité de frittage de la microstructure frittée en poudre ne sont pas faciles à contrôler, tandis que la microstructure à mailles de cuivre multicouche est appliquée avec la feuille de cuivre et la maille de cuivre au-dessus et au-dessous de la chambre à vapeur de liaison par diffusion, et sa cohérence et sa contrôlabilité d'ouverture sont mieux que la microstructure frittée en poudre et la qualité est plus stable. La consistance élevée peut rendre le liquide plus fluide, ce qui peut réduire considérablement l'épaisseur de la microstructure et l'épaisseur de la chambre à vapeur.
L'industrie a une épaisseur de plaque de 3,00 mm pour un transfert de chaleur de 150 W. Étant donné que la qualité de la chambre à vapeur avec une microstructure frittée de poudre de cuivre n'est pas facile à contrôler, le module global de dissipation thermique doit généralement être complété par la conception de tubes de conduction thermique.
La force de liaison du treillis de cuivre multicouche avec liaison par diffusion est la même que celle du métal de base. En raison de sa haute étanchéité à l’air, il ne nécessite aucune soudure et il n’y aura aucun blocage de la microstructure pendant le processus de collage. La chambre à vapeur constituée du collage par diffusion a une meilleure qualité et une durée de vie plus longue.
Si le trou fuit après la fabrication par la méthode de liaison par diffusion, il peut également être réparé par reprise. En plus de la liaison par diffusion d'un treillis de cuivre multicouche, la conception de la chambre à vapeur consistant à lier un treillis de cuivre à plus petite ouverture près de la source de chaleur peut permettre à l'eau pure dans la zone d'évaporation de se reconstituer rapidement et à la circulation de l'ensemble de la chambre à vapeur plus fluide.
De plus, la microstructure a été modularisée en une conception régionale, qui peut être appliquée à la conception de dissipation thermique de plusieurs sources de chaleur. Par conséquent, le flux thermique par unité de surface de la chambre à vapeur conçue par liaison par diffusion et conception hiérarchique régionale est considérablement augmenté, et l'effet de transfert de chaleur est meilleur que celui de la plaque d'homogénéisation de microstructure frittée.
L'application de la plaque d'égalisation de température dans l'ordinateur
En raison de la technologie relativement mature et du faible coût du caloduc, la compétitivité actuelle du marché du dissipateur thermique à chambre à vapeur est encore inférieure à celle du caloduc.
Cependant, en raison des caractéristiques rapides de dissipation thermique de la chambre à vapeur, son application actuelle est destinée au marché où la consommation électrique des produits électroniques tels que les CPU ou les GPU est supérieure à 80 W ~ 100 W. Par conséquent, les chambres à vapeur sont principalement des produits personnalisés, adaptés aux produits électroniques nécessitant un petit volume ou une dissipation thermique rapide. À l'heure actuelle, il est principalement utilisé dans les serveurs, les cartes graphiques haut de gamme et d'autres produits. À l'avenir, il pourra également être utilisé dans des équipements de télécommunications haut de gamme, des éclairages LED haute puissance et d'autres dissipations thermiques.
Le développement futur de la chambre à vapeur
À l'heure actuelle, les principales méthodes de fabrication de la structure capillaire de dissipation thermique bidimensionnelle de la chambre à vapeur comprennent le frittage, le treillis en cuivre, la rainure, le film métallique, etc.
En termes de développement technique, l'objectif des chercheurs a toujours été de réduire davantage la résistance thermique de la chambre à vapeur et d'améliorer son effet de conduction thermique à l'avenir, de manière à correspondre aux ailettes plus légères, telles que l'aluminium. En termes de production, l'objectif du développement industriel est d'améliorer le rendement de production et de trouver des moyens de réduire le coût des solutions globales de refroidissement.
En termes d'application du produit, la chambre à vapeur est passée d'une conduction thermique unidimensionnelle à bidimensionnelle par rapport au caloduc.
À l’avenir, afin de résoudre d’autres applications possibles en matière de dissipation thermique, la solution de la chambre à vapeur sera développée successivement.
Conclusion:
La chambre à vapeur est une sorte de caloduc plat, qui peut transférer rapidement le flux de chaleur collecté sur la surface de la source de chaleur et le diffuser vers la grande surface de condensation, favorisant ainsi l'émission de chaleur et réduisant la densité du flux de chaleur de la surface du composant. .
Structure de la chambre à vapeur : une cavité plate complètement fermée est composée d'une plaque de fond, d'un cadre et d'une plaque de recouvrement. La paroi à l’intérieur de la cavité est équipée d’une structure capillaire absorbant les liquides. La structure du noyau capillaire peut être un treillis métallique, une micro-rainure, un fil de fibres ou un noyau fritté en poudre métallique et plusieurs combinaisons de structures. Si nécessaire, une structure de support doit être installée à l'intérieur de la chambre pour surmonter la déformation causée par la dépression et l'échauffement dû à l'aspiration sous vide.
Avantages de la chambre à vapeur : sa petite taille peut rendre le dissipateur thermique aussi fin qu'une faible consommation d'énergie d'entrée de gamme ; La conduction thermique est rapide et il n’est pas facile de provoquer une accumulation de chaleur. La forme n'est pas limitée et elle peut être carrée, ronde, etc., pour s'adapter à divers environnements de dissipation thermique. Faible température de démarrage ; Vitesse de transfert de chaleur élevée ; Bonnes performances d'égalisation de la température ; Puissance de sortie élevée ; Faible coût de fabrication ; Longue durée de vie ; Poids léger.
Application de la chambre à vapeur dans le domaine informatique : la plupart des chambres à vapeur sont des produits personnalisés, adaptés aux produits électroniques nécessitant un petit volume ou une dissipation thermique rapide. À l'heure actuelle, il est principalement utilisé dans les serveurs, les tablettes, les cartes graphiques haut de gamme et d'autres produits. À l'avenir, il pourra également être utilisé dans des équipements de télécommunications haut de gamme, des éclairages LED haute puissance et d'autres dissipations thermiques.
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