Spēcīgs termiskais risinājums 5G sakaru dzesēšanai
Siltuma izkliedēšana ir svarīga saikne, lai nodrošinātu elektronisko ierīču un izstrādājumu ilgstošu drošu un uzticamu darbību. Tā kā komunikācijas un informācijas tehnoloģiju attīstība ir visblīvāk izmantotā siltuma izkliedes ierīču, piemēram, mikroshēmu, joma, ir veicinājusi siltuma izkliedi vai siltuma dizainu, lai tā kļūtu par sistemātisku nozari. Arī pētniecībā un attīstībā enerģijas, drošības, plaša patēriņa elektronikas, automobiļu, gaismas diožu uc jomās arvien vairāk tiek uzsvērta produktu termiskā veiktspēja, lai iegūtu vairāk priekšrocību tirgus konkurētspējā. Pašlaik 5G sakaru un informācijas produkti tiek izstrādāti, lai sasniegtu lielāku jaudu, augstāku veiktspēju, energoefektivitāti un zemu trokšņa līmeni. Ierīču integrācijas līmenis pieaug ar jaudīgākām vienas mikroshēmas funkcijām un ievērojami palielinātu enerģijas patēriņu. Tomēr izkārtojums kļūst kompaktāks, un siltuma plūsmas blīvums ir dubultojies, radot nopietnas problēmas siltuma tehnoloģijām.
Tradicionālās termiskās sistēmas galvenokārt balstās uz vienfāzes materiāliem, lai vadītu siltumu no ierīces uz siltuma izlietnes virsmu un pēc tam izkliedētu siltumu vidē, izmantojot dabisku konvekciju (dabiskā dzesēšanas sistēma) vai piespiedu konvekciju (piespiedu gaisa dzesēšanas sistēma). gaisu. Siltuma vadīšanas efektivitāte ir atkarīga no materiāla raksturīgās siltumvadītspējas un arī to ierobežo.
Fāzes maiņas siltuma pārneses tehnoloģija, ko attēlo siltuma caurules un VC (tvaika kamera), izmanto barotni, lai iztvaikotu apsildāmajā zonā un kondensētos atdzesētajā zonā, vienlaikus absorbējot vai atbrīvojot atbilstošo fāzes maiņas latento siltumu, pārmaiņus cirkulējot, lai panāktu ātru difūziju. vai siltuma migrācija. Latentā siltuma uzsūkšana un izdalīšanās ir ātrs un efektīvs process, un, izmantojot divfāžu siltuma pārnesi, parasti tiek izvēlēti darba šķidrumi ar lielāku latento siltumu, kā rezultātā siltuma pārneses efektivitāte ir ļoti augsta. Ekvivalentā siltumvadītspēja var sasniegt vairāk nekā 2000 W/m · K
Tvaika kamera pašlaik ir visplašāk izmantotais fāzes maiņas siltuma pārneses produkts komunikāciju un elektronikas nozarē ar nobriedušiem procesiem, kas nav siltuma caurules. Tipisks VC ir plakana slēgta forma, kas sastāv no apvalka, kapilāra struktūras, atbalsta struktūras un darba šķidruma. Ar darba šķidruma iztvaikošanu, kondensāciju un kapilāru transportēšanu tiek panākta efektīva siltuma vadīšana, izplatot siltumu no koncentrētās zonas uz visu konstrukcijas plakni.
Pateicoties liela laukuma kapilāru raksturlielumu un divdimensiju vai pat trīsdimensiju termiskās difūzijas priekšrocībām, VC ir lielāka siltuma plūsmas nestspēja, īpaši dzesēšanas elektroniskajām ierīcēm, kuru siltuma plūsmas blīvums pārsniedz 50W/cm2. Temperatūras izlīdzināšanas efekts ir ievērojami labāks nekā tīra metāla vai iegultās siltuma caurules siltuma izkliedes substrāti, kas var ievērojami uzlabot siltuma izlietņu efektivitāti. Saskaņā ar attīstības tendenci, kad mikroshēmas siltuma plūsmas blīvums pārsniedz 100 W/cm2, VC neapšaubāmi ir galvenā tehnoloģija, kas atbalsta sakaru iekārtu veiktspējas uzlabošanu.
Augstāka veiktspēja VC bieži atbilst lokālajam kapilārās struktūras blīvumam iztvaikošanas zonā, kas atbilst siltuma avota atrašanās vietai. Papildus kapilārā spēka un šķidruma atteces uzlabošanai šo kapilāro struktūru virsma arī paplašina iztvaikošanas laukumu un palielina iztvaikošanas ātrumu. No šī viedokļa dizains ietver arī kapilārā materiāla slāni, kas pārklāj šifrētās tīra metāla konstrukcijas ārējo daļu. Tā kā tīriem metāliem, īpaši tīram vara, ir augstāka siltumvadītspēja nekā kapilārajām konstrukcijām, iekšējais tīrais metāls efektīvāk novada siltumu uz virsmas kapilāru struktūru, un arī tīru metālu izturība ir labāka. Ir dažādi šāda veida dizaina veidi, un VC siltuma plūsmas nestspēja var sasniegt 30-100W/cm2.
Ņemot vērā liela enerģijas patēriņa un liela siltuma plūsmas blīvuma mikroshēmu attīstības tendenci, ir lielāks pieprasījums pēc VC temperatūras izlīdzināšanas veiktspējas. VC optimizācijas konstrukcijai ir jāuzlabo kapilārā veiktspēja, vienlaikus uzlabojot siltuma vadīšanas un gāzes un šķidruma transportēšanas efektivitāti no dažādiem materiālu un konstrukciju aspektiem, tādējādi ievērojami samazinot VC termisko pretestību. Tikai tad temperatūras starpība no siltuma avota līdz VC aukstajai virsmai joprojām var būt salīdzināma ar pašreizējo līmeni zema siltuma plūsmas blīvuma lietošanas apstākļos, pat ja darba siltuma plūsmas blīvums ir dubultots vai pat reizināts.
