Technologie chlazení ultratenké parní komory pro vysoce výkonné elektronické chlazení
Vývoj elektronických technologií výrazně podpořil miniaturizaci a vysoce výkonnou integraci elektronických zařízení, ale místo toho vedl ke zvýšení odpadního tepla z elektronických čipů a problémy s tepelným managementem vysoce výkonných elektronických zařízení se postupně zintenzivňují. Vapor Chamber (VC) je široce používán jako zařízení pro odvod tepla v elektronických zařízeních, jako jsou smartphony, notebooky a komunikace. Využívá latentního výparného tepla pracovní kapaliny k odvádění velkého množství tepla, zatímco kapilární hnací síla vnitřní kapilární struktury zajišťuje cirkulaci pracovní kapaliny. Jako dvoufázové zařízení pro odvod tepla byl VC vždy široce studován ve vědeckém výzkumu a na trhu.
Ultratenká parní komora (UTVC) se skládá z desky výparníku, desky kondenzátoru a jádra kapiláry o tloušťce 0,5 mm. Kapilární jádro má tvar podobný slunečnicím o tloušťce 1 mm a je složeno z vnitřního jádra a vnějšího jádra. Vnitřní jádro je vyrobeno z měděného pletiva o vnějším průměru 35 mm a 300 mesh, které se skládá z 18 kanálků přepadu plynu a kapaliny a dále kapilárního jádra o vnitřním průměru 15 mm. Vnější jádro odkazuje na vnitřní jádro a je vyrobeno z kanálkového kapilárního jádra o vnějším průměru 70 mm. Tvar kapilární struktury je dotvářen procesy řezání drátem a řezání laserem.
Vrstvové kapilární jádro s radiálním gradientem má kanál s intervalovou dutinou jako přetokový kanál pro plyn, kapilární kanál jako kanál pro zpětný tok kapaliny, vnitřní jádro z jemné měděné síťoviny může poskytovat kapilární sílu pro zpětný tok kapaliny a vnější jádro z hrubého měděná síťovina může snížit odolnost kapaliny proti refluxu a zlepšit propustnost. Vnitřní a vnější jádra kapilárního jádra s radiálním gradientem jsou vyříznuta a sintrována na desce výparníku. Desky výparníku a kondenzátoru jsou difúzně svařeny, aby spojily jádro kapiláry s kondenzátorem a zároveň podpíraly vnitřní dutinu. Ke svařování vstřikovací trubky se používá vysokofrekvenční svařování a nakonec se prostřednictvím redukčního procesu provádí vakuové čerpání a vstřikování kapaliny. Celý proces je již velmi vyzrálý v procesu podpory tepelných trubic.
Byla provedena srovnávací analýza tepelného výkonu mezi UTVC a měděnými deskami stejné geometrické velikosti, popisující změny teploty zdroje tepla a tepelného odporu při různé spotřebě energie. Ve srovnání s měděnými deskami má UTVC vyšší přenos tepla a rovnoměrnější rozložení teploty v rozsahu testované spotřeby energie, zejména při vysoké spotřebě energie. Qmax UTVC je 420W (187,6W/cm2), minimální tepelný odpor je 0,0531 stupně /W (360W) a tepelný odpor je snížen o 59,2 %. Širší využití v oblasti vysoce výkonného elektronického chlazení.
