Descripción general de los tubos de calor y las placas de compensación
La fabricación de tubos de calor y placas de compensación de temperatura se logra haciendo ranuras o polvo de sinterización en un tubo de cobre o una cavidad plana. Las ranuras y el polvo sinterizado forman una estructura capilar.
Luego agregue una pequeña cantidad de fluido de trabajo al dispositivo y luego selle al vacío. La estructura del núcleo (polvo sinterizado, malla, ranura) y el líquido (agua, amoníaco, nitrógeno) se pueden cambiar para lograr el propósito de cambiar las características de transferencia de calor del equipo.Un módulo de enfriamiento completo de dos fases incluye uno o más tubos de calor y / o cámaras de vapor, un disipador de calor para disipar el calor en el aire circundante y un método mecánico para conectar el radiador a la fuente de calor.
Cuando el calor actúa sobre un dispositivo de dos fases (evaporador), como se muestra en la figura, el líquido cerca de la fuente de calor se vaporizará, aumentando la presión de vapor. Este aumento de presión local hace que el vapor fluya al área de baja presión del equipo (al condensador).
El vapor se condensará en todas las superficies más frías para formar un dispositivo isotérmico. A continuación, el condensado transfiere el calor latente del vapor a través de la pared del condensador a las aletas y se descarga al aire. El condensado es absorbido por la mecha y el capilar, y luego el agua regresa al evaporador.
Este proceso es como sumergir la esquina de una esponja en agua para absorberla por completo. Aunque la gravedad juega un papel en este ciclo, la acción capilar natural del núcleo (metal sinterizado, rejilla o surco) es la principal causa del movimiento del líquido. Tubo de calor y cámara de vapor tipo mecha
La estructura de material del núcleo de la tubería de calor más común es el material del núcleo sinterizado, porque tiene la mayor versatilidad en términos de capacidad de manejo de potencia y capacidad de trabajo antigravedad. Los núcleos de pantalla de malla son menos costosos de fabricar, pero permiten que la tubería de calor o la cámara de vapor sean más delgadas en relación con el núcleo sinterizado. Sin embargo, dado que la fuerza capilar de la pantalla es significativamente menor que la del núcleo sinterizado, se reduce su capacidad para resistir la gravedad o manejar cargas térmicas más altas. El núcleo de la ranura tiene el menor costo y rendimiento. Solo cuando el evaporador está ubicado debajo del condensador se deben considerar las aplicaciones de asistencia por gravedad. La ranura sirve como una estructura de aleta interna para ayudar a la evaporación y la condensación.
La estructura de placa de temperatura uniforme más común es la siguiente:
Elección de tubo de calor y placa de temperatura uniforme
1. El tubo de calor transfiere calor y la placa de temperatura uniforme emite calor.
Por muchas razones, el diseño térmico puede requerir que la fuente de calor se ubique en diferentes posiciones del radiador, la tubería de calor se puede formar en cualquier forma a lo largo de todas las direcciones axiales e incluso la tubería de calor puede extenderse desde el sustrato hasta la aleta. Esto es imposible de lograr con una placa de temperatura uniforme.
Cuando la potencia térmica del chip es muy grande, se requiere la velocidad de difusión del calor. Y gradiente de temperatura. En este momento, la placa de temperatura uniforme tiene una ventaja, porque la placa de temperatura uniforme es bidimensional y el tubo de calor es unidimensional.
El uso de tubos de calor para baja potencia o baja densidad de potencia es rentable. Si se utilizan varios tubos de calor, se puede considerar una placa de temperatura uniforme.
2. Si la potencia es pequeña y la densidad es muy alta, el efecto de usar una placa de temperatura uniforme será mucho mejor. Debido a que la superficie de la placa de temperatura uniforme es grande y plana, la fuente de calor y la placa de temperatura uniforme están en contacto directo. El tubo de calor necesita el soporte del sustrato para realizar la transferencia de calor. La placa de temperatura uniforme no necesita un medio intermedio, el efecto de enfriamiento aumentará en 3-4 grados y la resistencia térmica de la zona de condensación es bidimensional, que se puede reducir en 1-2 grados. Por lo tanto, se recomienda utilizar una placa de compensación de temperatura en ocasiones de baja potencia y alta densidad.
Por último, se recomienda que si la diferencia de temperatura en la parte inferior del chip supera los 10 grados, se recomienda utilizar una placa de compensación o un tubo de calor para transferir el calor rápidamente. Para lograr la optimización del rendimiento eléctrico de los semiconductores.
