Tổng quan về ống dẫn nhiệt và tấm cân bằng
Việc sản xuất các ống dẫn nhiệt và các tấm cân bằng nhiệt độ được thực hiện bằng cách tạo rãnh hoặc bột nung kết trong một ống đồng hoặc một khoang phẳng. Các rãnh và bột nung kết tạo thành cấu trúc mao dẫn.
Sau đó, thêm một lượng nhỏ chất lỏng làm việc vào thiết bị, và sau đó đóng dấu chân không. Cấu trúc lõi (bột thiêu kết, lưới, rãnh) và chất lỏng (nước, amoniac, nitơ) có thể được thay đổi để đạt được mục đích thay đổi đặc tính truyền nhiệt của thiết bị.Mô-đun làm mát hai pha hoàn chỉnh bao gồm một hoặc nhiều ống dẫn nhiệt và / hoặc buồng hơi, bộ tản nhiệt để tản nhiệt ra không khí xung quanh và phương pháp cơ học kết nối bộ tản nhiệt với nguồn nhiệt.
Khi nhiệt tác dụng lên thiết bị hai pha (thiết bị bay hơi) như hình vẽ, chất lỏng ở gần nguồn nhiệt sẽ hóa hơi, làm tăng áp suất hơi. Sự tăng áp suất cục bộ này làm cho hơi nước chảy đến vùng áp suất thấp của thiết bị (đến bình ngưng).
Hơi nước sẽ ngưng tụ trên tất cả các bề mặt lạnh hơn để tạo thành thiết bị đẳng nhiệt. Tiếp theo, nước ngưng truyền nhiệt ẩn của hơi nước qua thành bình ngưng đến các cánh tản nhiệt và được thải ra ngoài không khí. Chất ngưng tụ được hấp thụ bởi bấc và ống mao dẫn, sau đó nước được chuyển trở lại thiết bị bay hơi.
Quá trình này giống như việc nhúng một góc của miếng bọt biển vào nước để hút nước hoàn toàn. Mặc dù trọng lực đóng một vai trò trong chu trình này, hoạt động mao dẫn tự nhiên của lõi (kim loại thiêu kết, lưới hoặc rãnh) là nguyên nhân chính của chuyển động chất lỏng. Loại bấc ống dẫn nhiệt và buồng hơi
Cấu trúc vật liệu lõi ống dẫn nhiệt phổ biến nhất là vật liệu lõi thiêu kết, vì nó có tính linh hoạt cao nhất về khả năng xử lý điện năng và khả năng làm việc chống trọng lực. Sản xuất lõi lưới dạng lưới ít tốn kém hơn, nhưng cho phép ống dẫn nhiệt hoặc buồng hơi mỏng hơn so với lõi thiêu kết. Tuy nhiên, vì lực mao dẫn của màn hình nhỏ hơn đáng kể so với lực của lõi thiêu kết, nên khả năng chống lại trọng lực hoặc chịu tải nhiệt cao hơn của nó bị giảm. Lõi rãnh có chi phí và hiệu suất thấp nhất. Chỉ khi thiết bị bay hơi được đặt bên dưới bình ngưng mới nên xem xét các ứng dụng hỗ trợ trọng lực. Rãnh đóng vai trò như một cấu trúc vây bên trong giúp thoát hơi nước và ngưng tụ.
Cấu trúc tấm nhiệt độ đồng nhất phổ biến nhất như sau:
Lựa chọn ống dẫn nhiệt và tấm nhiệt độ đồng nhất
1. Ống nhiệt truyền nhiệt, và tấm nhiệt độ đồng nhất tỏa nhiệt.
Vì nhiều lý do, thiết kế tản nhiệt có thể yêu cầu nguồn nhiệt đặt ở các vị trí khác nhau của bộ tản nhiệt, ống dẫn nhiệt có thể được tạo thành bất kỳ hình dạng nào dọc theo tất cả các hướng trục, và thậm chí ống dẫn nhiệt có thể kéo dài từ đế đến vây. Điều này là không thể đạt được với một tấm nhiệt độ đồng nhất.
Khi nhiệt năng của chip rất lớn, đòi hỏi tốc độ khuếch tán nhiệt. Và gradient nhiệt độ. Lúc này, tấm nhiệt độ đồng nhất có lợi thế hơn, vì tấm nhiệt độ đồng nhất là hai chiều, và ống dẫn nhiệt là một chiều.
Việc sử dụng các ống dẫn nhiệt cho công suất thấp hoặc mật độ công suất thấp là hiệu quả về chi phí. Nếu sử dụng nhiều ống dẫn nhiệt, có thể xem xét một tấm nhiệt độ đồng đều.
2. Nếu công suất nhỏ và mật độ rất cao, hiệu quả của việc sử dụng một tấm nhiệt độ đồng đều sẽ tốt hơn nhiều. Do bề mặt của tấm nhiệt độ đồng đều lớn và phẳng nên nguồn nhiệt và tấm nhiệt độ đồng đều tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ống dẫn nhiệt cần sự hỗ trợ của chất nền để truyền nhiệt. Tấm nhiệt độ đồng nhất không cần môi chất trung gian, hiệu quả làm lạnh sẽ tăng lên 3-4 độ, đồng thời nhiệt trở của vùng ngưng tụ hai chiều có thể giảm 1-2 độ. Do đó, nên sử dụng tấm cân bằng nhiệt độ trong những trường hợp công suất thấp và mật độ cao.
Cuối cùng, nếu chênh lệch nhiệt độ ở đáy chip vượt quá 10 độ thì nên sử dụng tấm cân bằng hoặc ống dẫn nhiệt để truyền nhiệt nhanh chóng. Để đạt được sự tối ưu của hiệu suất điện bán dẫn.
