現在、電子機器に使用されている放熱方法には、主にグラファイトヒートシンク、グラフェンヒートシンク、熱伝導ゲル放熱、ヒートパイプヒートシンク、ベーパーチャンバーなどが含まれます。
その中で、グラファイト放熱、グラフェン放熱、熱伝導性ゲル放熱は、主に小型電子製品に使用される放熱効果が限られた放熱材料に属します。 ヒートパイプやベイパーチャンバーは放熱効率の高い放熱部品で、主に中大型電子機器に使用されています。
ヒート パイプとベイパー チャンバーはどちらも、伝導、蒸発、対流、凝縮の 4 つの主要なステップを含む相変化を利用して熱放散を実現しますが、それらの熱伝導方法は異なります。 ヒートパイプは一次元の熱伝達であるのに対し、ベイパーチャンバーは二次元の熱伝達であり、放熱媒体との接触面積が大きく、より均一な熱放散が可能であり、小型電子機器などの用途のニーズへの適応性が優れています。 5G時代に。 関連する研究によると、均一な熱板を備えたヒートシンクの性能はヒートパイプの性能よりも 20% ～ 30% 高く、熱伝導効率をさらに向上させることができます。
ベイパーチャンバーの原理と構造
蒸気チャンバーは、密閉されたチューブシェル、多孔質の液体吸収コア、および作動流体で構成されます。
液体の作動流体は蒸発端で熱を吸収して蒸発し、次に気体の状態でキャビティ内の凝縮端に輸送され、そこで熱を放出して凝縮します。 凝縮した液体の作動流体は毛細管力によって駆動され、多孔質の吸引コアを通って蒸発端に戻されます。 このサイクルでは、加熱プレートは外部電力駆動なしで独立して動作できるため、効率的な熱伝達が完了します。
vcヒートシンクは熱の伝わる方向によって2種類に分けられ、2種類の均熱板は厚さ方向と長さ方向に熱を伝えます。 前者は大規模な凝縮によってより多くの熱を奪うことができます。 後者は長距離伝送が可能で、優れた温度均一性性能を維持します。
ベーパーチャンバーヒートシンクは主に標準ベーパーチャンバーヒートシンク（2mm以上）、超薄型ベーパーチャンバーヒートシンク（<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber heat sink (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
ベーパーチャンバープレートの応用
ベーパーチャンバープレートの用途は、さまざまな用途環境に基づいて、地上環境用途と航空宇宙環境用途の 2 つのカテゴリに分類できます。 前者は重力環境にあり、後者は無重力、微小重力、または超重力環境にあります。
地上環境でのアプリケーションには主に次の側面が含まれます。
1) 5G 基地局: ベーパー チャンバー ヒートシンクは主に 5G 基地局 BBU および AAU (アクティブ アンテナ ユニット) のシェル放熱に使用されます。
5G基地局のベーパーチャンバーヒートシンクに対する性能要件が徐々に高まるにつれ、マクロ基地局や小型基地局などの高密度放熱ニーズを満たすために、より高い放熱性能のベーパーチャンバーヒートシンクを開発する必要があります。
2) 携帯電話、コンピュータなどの電子製品：携帯電話やノートパソコンなどの電子製品の多様化と高性能化により、全体のエネルギー消費量が増加しています。
近年、国内メーカーが発売するスマートフォンやノートパソコンの多くは、ベイパーチャンバーヒートシンクによる冷却方式を採用しています。
5GスマートフォンやiPadの高出力、軽量、高性能化を背景に、ヒートシンクの超薄型、高品質、ハイエンド設計が主流の開発トレンドとなるでしょう。未来。
3) 高出力 LED の分野: LED チップの消費電力の増加と高出力 LED 照明の構造の変化 (軽量で取り付けが容易) に伴い、従来の放熱ではもはや要求を満たすことができなくなりました。このようなランプの熱放散要件。
LED 光源の熱放散問題を解決する新しい方法として、ベーパー チャンバーは、その独特の熱放散利点により、高出力 LED の時代において徐々に主要な需要と業界トレンドになってきました。
現在、メルセデス・ベンツ、BMWシリーズ、マイス・ライティングなどの自動車用ヘッドライトの分野で市場応用が実現しています。 LED産業用照明や鉱山照明、投影照明などの分野でのベーパーチャンバーの応用を研究している学者も数多くいますが、大規模な応用はまだ達成されていません。
LED のローエンド分野で蒸気チャンバーの応用に対する需要が高まるにつれ、蒸気チャンバーの応用コストをいかに削減するかが重要な研究方向となります。
4) 新エネルギー車の熱管理: 新エネルギー車産業は急速に発展しており、自動車の動力源であるバッテリーとして、熱管理は重要な技術の 1 つであり、一般に蒸気室冷却モジュールを使用して達成されます。冷却およびパワーバッテリーの熱交換インターフェイス。
ベイパーチャンバー冷却モジュールの均一で効率的な熱伝導率により、バッテリーの熱を効果的に低減し、バッテリーの安定性と信頼性を向上させることができます。
5) 高出力レーザー: 高出力レーザーの電気光変換効率は、ほとんどが 40% ～ 60% であり、エネルギーのほぼ半分が熱を介して伝達されます。
同時に、動作中にレーザーによって発生する熱は、出力パワーの低下、電気光変換効率の低下、しきい値電流の増加、および半導体レーザーの通常の動作に影響を与えるその他の要因にもつながる可能性があります。 。
ベイパーチャンバークーラーは、半導体レーザーのヒートシンク上の高い熱束密度を迅速に均一化し、レーザーの安定した光学性能を確保しながら放熱効率を向上させることができます。
結論
電子部品は少量で大量の熱を発生するため、効果的な熱放散がさらなる技術開発における主な困難の 1 つとなっています。
従来のヒートパイプと比較して、銅ベイパーチャンバーは新しいタイプの熱伝導デバイスとして、熱源に直接接触し、熱を全方向に均一に伝達できます。 効率的かつ均一な熱伝導性能を有しており、エレクトロニクス、航空宇宙、新エネルギー車などの分野で広く使用されています。
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