5G 통신 냉각을 위한 강력한 열 솔루션
열 방출은 전자 장치 및 제품의 장기간 안전하고 안정적인 작동을 보장하는 중요한 연결 고리입니다. 칩 등 방열소자가 가장 많이 사용되는 분야로, 통신, 정보기술의 발달로 방열이나 방열설계가 체계적인 산업으로 발전하게 되었습니다. 전력, 보안, 가전제품, 자동차, LED 등 분야의 연구개발에서도 시장 경쟁력 확보를 위해 제품의 열 성능이 점점 더 강조되고 있습니다. 현재 5G 통신 및 정보 제품은 대용량, 고성능, 에너지 효율, 저소음을 목표로 발전하고 있습니다. 더욱 강력한 단일 칩 기능과 대폭 증가된 전력 소비로 인해 장치 통합 수준이 높아지고 있습니다. 그러나 레이아웃이 더욱 콤팩트해지고 열유속 밀도가 두 배로 증가하여 열 기술에 심각한 문제가 발생했습니다.
기존 열 시스템은 주로 단상 재료를 사용하여 장치에서 방열판 표면으로 열을 전도한 다음 자연 대류(자연 냉각 시스템) 또는 강제 대류(강제 공기 냉각 시스템)를 통해 환경으로 열을 방출합니다. 공기. 열전도 효율은 재료의 고유 열전도도에 따라 달라지며 제한됩니다.
히트파이프와 VC(Vapor Chamber)로 대표되는 상변화 열전달 기술은 매질을 활용해 가열된 부분에서는 증발하고 냉각된 부분에서는 응축되며, 그에 상응하는 상변화 잠열을 흡수하거나 방출하면서 교대로 순환하면서 급속 확산을 이루는 기술이다. 또는 열의 이동. 잠열의 흡수 및 방출은 신속하고 효율적인 과정이며, 2상 열전달을 사용할 경우 일반적으로 잠열이 높은 작동 유체가 선택되므로 열 전달 효율이 매우 높습니다. 등가 열전도율은 2000W/m·K 이상에 도달할 수 있습니다.
증기 챔버는 현재 통신 및 전자 산업에서 가장 널리 사용되는 상변화 열 전달 제품으로, 히트 파이프 이외의 성숙한 공정을 갖추고 있습니다. 일반적인 VC는 쉘, 모세관 구조, 지지 구조 및 작동 유체로 구성된 편평한 폐쇄형 형태입니다. 작동유체의 증발, 응축, 모세관 수송을 통해 효율적인 열전도가 이루어지며 열이 집중된 영역에서 전체 구조면으로 확산됩니다.
대면적 모세관 특성과 2차원 또는 3차원 열확산의 장점 덕분에 VC는 특히 열유속 밀도가 50W/cm2를 초과하는 전자 장치 냉각에 대해 더 높은 열유속 운반 용량을 갖습니다. 온도 균등화 효과는 순수 금속 또는 내장형 히트 파이프 방열 기판보다 훨씬 우수하여 방열판의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 칩 열유속 밀도가 100W/cm2를 초과하는 개발 추세에서 VC는 의심할 여지 없이 통신 장비의 성능 업그레이드를 지원하는 핵심 기술입니다.
더 높은 성능의 VC는 종종 열원 위치에 해당하는 증발 구역의 국부적 모세관 구조 조밀화에 해당합니다. 모세관 힘과 액체 환류를 강화하는 것 외에도 이러한 모세관 구조의 표면은 증발 면적을 확장하고 증발 속도를 증가시킵니다. 이러한 관점에서 볼 때 디자인에는 암호화된 순수 금속 구조의 외부 부분을 덮는 모세관 재료 층도 포함됩니다. 순수 금속, 특히 순수 구리는 모세관 구조보다 열전도율이 높기 때문에 내부 순수 금속이 표면 모세관 구조에 더 효율적으로 열을 전도하고 순수 금속의 강도도 더 좋습니다. 이 유형에는 다양한 설계 형태가 있으며 VC 열유속 전달 용량은 30-100W/cm2에 도달할 수 있습니다.
높은 전력 소비 및 높은 열유속 밀도 칩의 개발 추세에 따라 VC의 온도 균등화 성능에 대한 요구가 높아지고 있습니다. VC의 최적화 설계는 모세관 성능을 향상시키는 동시에 재료 및 구조의 여러 측면에서 열 전도 및 기액 수송의 효율성을 향상시켜 VC의 열 저항을 크게 줄여야 합니다. 그래야만 열원에서 VC의 차가운 표면까지의 온도 차이가 작동 열유속 밀도가 두 배 또는 심지어 배가되는 경우에도 낮은 열유속 밀도 적용 조건에서 현재 수준과 여전히 비교할 수 있습니다.
