Vue d'ensemble des caloducs et plaques d'égalisation
La fabrication de caloducs et de plaques d'égalisation de température est réalisée en réalisant des rainures ou en frittant de la poudre dans un tube de cuivre ou une cavité plane. Les rainures et la poudre frittée forment une structure capillaire.
Ajoutez ensuite une petite quantité de fluide de travail dans l'appareil, puis scellez sous vide. La structure du noyau (poudre frittée, maille, rainure) et le liquide (eau, ammoniac, azote) peuvent être modifiés pour atteindre l'objectif de modifier les caractéristiques de transfert de chaleur de l'équipement.Un module de refroidissement diphasique complet comprend un ou plusieurs caloducs et/ou chambres à vapeur, un dissipateur thermique pour dissiper la chaleur dans l'air ambiant et un procédé mécanique de connexion du radiateur à la source de chaleur.
Lorsque la chaleur agit sur un appareil à deux phases (évaporateur), comme le montre la figure, le liquide à proximité de la source de chaleur se vaporisera, augmentant la pression de vapeur. Cette augmentation de pression locale provoque un écoulement de vapeur vers la zone basse pression de l'équipement (vers le condenseur).
La vapeur se condensera sur toutes les surfaces plus froides pour former un dispositif isotherme. Ensuite, le condensat transfère la chaleur latente de la vapeur à travers la paroi du condenseur vers les ailettes et est rejeté dans l'air. Le condensat est absorbé par la mèche et le capillaire, puis l'eau est renvoyée vers l'évaporateur.
Ce processus est comme immerger un coin d'éponge dans l'eau pour absorber complètement l'eau. Bien que la gravité joue un rôle dans ce cycle, l'action capillaire naturelle du noyau (métal fritté, grille ou rainure) est la principale cause du mouvement du liquide. Type de mèche de caloduc et de chambre à vapeur
La structure de matériau de noyau de caloduc la plus courante est le matériau de noyau fritté, car il présente la plus grande polyvalence en termes de capacité de traitement de la puissance et de capacité de travail anti-gravité. Les noyaux de tamis à mailles sont moins coûteux à fabriquer, mais permettent au caloduc ou à la chambre à vapeur d'être plus minces par rapport au noyau fritté. Cependant, étant donné que la force capillaire de l'écran est nettement inférieure à celle du noyau fritté, sa capacité à résister à la gravité ou à supporter des charges thermiques plus élevées est réduite. Le noyau de rainure a le coût et les performances les plus bas. Ce n'est que lorsque l'évaporateur est situé sous le condenseur que les applications d'assistance par gravité doivent être envisagées. La rainure sert de structure d'ailette interne pour favoriser l'évaporation et la condensation.
La structure de plaque de température uniforme la plus courante est la suivante :
Choix de caloduc et plaque de température uniforme
1. Le caloduc transfère la chaleur et la plaque de température uniforme émet de la chaleur.
Pour de nombreuses raisons, la conception thermique peut nécessiter que la source de chaleur soit située à différentes positions du radiateur, le caloduc peut être formé sous n'importe quelle forme le long de toutes les directions axiales, et même le caloduc peut s'étendre du substrat à l'ailette. Ceci est impossible à réaliser avec une plaque de température uniforme.
Lorsque la puissance thermique de la puce est très importante, la vitesse de diffusion de la chaleur est requise. Et gradient de température. À ce stade, la plaque de température uniforme présente un avantage, car la plaque de température uniforme est bidimensionnelle et le caloduc est unidimensionnel.
L'utilisation de caloducs pour une faible puissance ou une faible densité de puissance est rentable. Si plusieurs caloducs sont utilisés, une plaque de température uniforme peut être envisagée.
2. Si la puissance est faible et que la densité est très élevée, l'effet de l'utilisation d'une plaque de température uniforme sera bien meilleur. Étant donné que la surface de la plaque de température uniforme est grande et plate, la source de chaleur et la plaque de température uniforme sont en contact direct. Le caloduc a besoin du support du substrat pour réaliser le transfert de chaleur. La plaque de température uniforme n'a pas besoin d'un milieu intermédiaire, l'effet de refroidissement augmentera de 3 à 4 degrés et la résistance thermique de la zone de condensation est bidimensionnelle, qui peut être réduite de 1 à 2 degrés. Par conséquent, il est recommandé d'utiliser une plaque d'égalisation de température dans les situations de faible puissance et de haute densité.
Enfin, il est recommandé que si la différence de température au bas de la puce dépasse 10 degrés, il est recommandé d'utiliser une plaque d'égalisation ou un caloduc pour transférer rapidement la chaleur. Pour obtenir l'optimisation des performances électriques des semi-conducteurs.
