히트 파이프에 대한 가장 일반적인 7가지 오해
전자 장치가 계속해서 발전하고 더 많은 기능과 더 높은 신뢰성을 요구함에 따라 과도한 열은 더 나은 성능의 차세대 애플리케이션과 획기적인 혁신을 개발하는 데 여전히 중요한 장애물로 남아 있습니다. 모든 산업, 특히 모바일, 의료, 통신, 사물 인터넷(IoT) 분야에서 과제는 컴팩트하고 다기능이며 높은 신뢰성으로 높은 열 부하를 관리할 수 있는 새로운 제품과 시스템을 만드는 것입니다. 소비자가 추가 옵션, 기능 및 기능을 갖춘 더 작고, 얇고, 더 강력한 장치를 요구함에 따라 엔지니어는 열을 효과적으로 처리해야 하는 과제에 직면해 있습니다.
이중 위상 냉각은 이러한 문제를 해결하는 데 빠르게 발전하고 인기를 얻고 있습니다. 특히 히트 파이프는 더 빠른 냉각, 더 가벼운 무게, 향상된 신뢰성 및 더 긴 수명을 달성하는 데 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다. 그러나 가장 중요한 장점은 설계 유연성에 있으며 열 시스템에 원활하게 통합되어 냉각 효율성과 용량을 크게 향상시킵니다.
개요:
히트 파이프 구성 요소는 성숙하고 안정적인 수동 2상 열 전달과 다양한 기타 열 관리 기술을 결합하여 효과적이고 내구성이 뛰어난 냉각 솔루션을 생성합니다. 히트 파이프 솔루션 부문에서 50년이 넘는 혁신과 제조 경험을 보유한 Boyd는 가장 까다로운 환경 조건에서도 작동할 수 있는 효율적이고 내구성이 뛰어난 냉각 솔루션을 설계하고 제조할 수 있는 역량을 갖추고 있습니다.
확장 가능한 구리 벽과 코어는 응용 분야의 열적 및 기하학적 요구 사항을 충족하기 위해 구부리거나 평평하게 만들 수 있습니다. 이러한 유연성을 활용하여 전체 크기를 줄이고, 표면 접촉을 늘리거나, 설치된 하드웨어 주위에 히트 파이프를 배열할 수 있습니다. 히트 파이프는 열 방출을 촉진하기 위해 다른 기술에 내장되거나 시스템 내의 히트 파이프를 활용하여 열원에서 안전한 방출 위치로 열을 전달할 수 있습니다.
오해 1:히트 파이프가 파손되면 전자 장치에 액체가 누출됩니다.
진실:히트 파이프가 파손되는 경우는 거의 없습니다. 극히 드문 시나리오에서는 파이프에 있는 최소한의 액체가 코어를 포화시킬 수 있지만 전자 장치에 떨어지거나 누출될 수는 없습니다. 히트 파이프는 본질적으로 견고하며 시간이 지남에 따라 마모될 수 있는 움직이는 부품이 없는 순수 수동 시스템으로 작동합니다. 잘 제조된 히트 파이프를 "파괴"하려면 이를 절단하여 열거나 과도하게 구부리거나 접어야 합니다. 히트 파이프는 진공 상태에서 채워져 파이프의 유체량이 증기 형태로 유지되어 떨어지는 것을 방지합니다.
내구성, 더 높은 신뢰성 및 누출 없는 특성 덕분에 히트 파이프는 항공우주, 의료, 가전제품, 높은 신뢰성을 요구하는 고전력 애플리케이션 및 기존 액체 솔루션의 누출이 치명적인 결과를 초래할 수 있는 시장에 이상적인 솔루션입니다.
오해 2:히트파이프는 무겁습니다.
진실:히트 파이프는 구성 요소에 추가되는 것보다 무게를 더 줄일 수 있습니다.
히트 파이프는 일반적으로 구리(상대적으로 무거운 재료)로 만들어지지만 일부는 히트 파이프를 통합하면 솔루션의 무게가 증가할 것이라고 잘못 생각합니다. 하지만 히트파이프는 구리로 제작되었음에도 불구하고 속이 비어 있어 솔루션의 무게를 줄이는 동시에 다양한 방식으로 열 성능을 향상시킵니다. 히트 파이프는 일반적으로 공기 흐름과 공간을 더 잘 활용할 수 있는 더 시원하고, 더 멀리 떨어져 있고, 더 개방된 영역으로 열을 전달하는 데 사용됩니다. 이를 통해 이러한 공간에 팬과 경량 핀 구조를 추가할 수 있어 냉각 솔루션의 전체 크기와 무게가 줄어듭니다.
또 다른 일반적인 예는 기존 구리 방열판이나 대형 방열판을 히트 파이프가 내장된 알루미늄 베이스로 교체하는 것입니다. 히트 파이프의 높은 열 방출 효율은 전체 히트싱크에 열을 고르고 빠르게 분산시켜 효율성을 향상시키고 히트싱크 크기 및 재료 요구 사항을 줄여 궁극적으로 솔루션의 전체 무게와 비용을 낮춥니다.
오해 3:히트 파이프는 양쪽 끝의 증발기 및 응축기와 함께만 사용할 수 있습니다.
진실:히트 파이프는 파이프의 위치에 관계없이 전체 길이에 걸쳐 작동합니다. 그들은 더 뜨거운 지역에서 더 차가운 곳으로 열을 지속적으로 전달합니다.
히트 파이프는 일반적으로 안전하고 효과적인 분산을 위해 열원의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 열을 전달하는 열 관리 구성 요소로 설계됩니다. 이러한 사용은 일반적이지만 히트 파이프를 사용하는 유일한 방법은 아닙니다.
히트 파이프의 심지 구조 덕분에 어떤 방향으로든 작동할 수 있으며 종종 파이프 전체 길이를 가로지르기도 합니다. 열은 본질적으로 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하며, 히트 파이프도 예외는 아닙니다. 열이 파이프를 따라 위치하는 위치에 관계없이 항상 열원에서 응축점을 향해 흐른 다음 코어를 통해 다시 흐릅니다. 이를 통해 히트 파이프 사용에 대한 설계 유연성과 옵션이 향상되어 보다 혁신적이고 비용 효과적인 열 관리가 가능해집니다. 이러한 응용 분야 중 하나는 열을 전달하는 대신 열을 전파하기 위해 히트 파이프를 내장하는 것입니다. 히트파이프를 히트싱크 바닥에 내장하면 열이 고정된 영역에 응축되지 않고 히트파이프 전체 길이를 따라 분산됩니다. 예를 들어, 히트 파이프를 공냉식 방열판에 통합하여 고전력 성능을 확장하고 고전력 IGBT를 냉각할 때 액체 시스템의 필요성을 줄입니다.
오해 4:히트 파이프는 열을 직선으로만 전파할 수 있습니다. 베이스 전체에 열을 퍼뜨리려면 열 분산기가 필요합니다.
진실:히트 파이프는 구부릴 수 있어 히트 스프레더와 유사하게 작동하지만 구조가 더 통합되어 있습니다.
히트파이프가 처음 도입되어 다른 기술과 통합될 때는 직선으로 매립되었습니다. 보다 균일한 열 방출을 달성하기 위해 엔지니어들은 열 분산기를 사용했습니다. 열 분산기는 균일한 열 확산을 효과적으로 달성할 수 있지만 모든 응용 분야에 적합하지 않을 수 있는 고유한 설계 문제가 있습니다.
히트 파이프는 축을 따라서만 열을 이동하지만 축을 구부리거나 여러 히트 파이프와 함께 사용하여 히트 스프레더와 유사한 평면 확산 메커니즘으로 효과적으로 작동할 수 있습니다. 히트 파이프는 비용 효율적이고 구조적으로 더 견고하며 히트 스프레더의 기능과 성능을 모방하도록 설계할 수 있습니다. 올바르게 내장된 경우 히트 파이프는 증기 챔버가 너무 취약한 응용 분야에서 상당한 장착 힘을 견딜 수 있습니다.
오해 5:히트 파이프가 작동하려면 매우 뜨거워야 합니다.
진실:제조 기술을 통해 작은 온도차에도 히트파이프가 작동할 수 있습니다.
히트 파이프는 증발과 응축에 의존하여 작동하기 때문에 히트 파이프가 유익하려면 온도 차이가 크거나 온도가 높아야 한다는 일반적인 오해가 있습니다. 그러나 히트파이프는 밀봉되기 전에 진공으로 채워져 있기 때문에 히트파이프 내부의 유체는 포화점에서 액체와 증기 형태로 동시에 존재하게 됩니다. 이는 더 높은 고도 및 더 낮은 압력과 같이 감압 하에서 더 낮은 온도에서 액체를 끓이는 것과 유사합니다. 분자가 액체에서 증기로 변할 만큼 여기되기 위해서는 더 적은 열이 필요합니다. 따라서 상변화를 시작하기 위해 열원의 온도가 표준 실내 온도 끓는점에 도달할 필요는 없습니다. 실제로 히트 파이프의 "뜨거운" 영역과 "차가운" 영역 사이의 몇 도의 차이만으로도 작동하기에 충분합니다. 이는 솔루션의 열 저항을 최소화할 수 있으므로 히트 파이프 사용의 주요 장점 중 하나입니다.
오해 6:영하의 조건에서는 히트파이프를 사용할 수 없습니다.
진실:히트 파이프는 영하의 환경과 같이 극도로 가혹한 조건에서 작동하도록 개발될 수 있습니다.
환경 조건에서 히트 파이프의 작동 모드는 재료와 디자인에 따라 다릅니다. 구리/물이 가장 널리 사용되는 조합이지만 특정 요구 사항에 따라 다른 재료를 사용할 수도 있습니다. 암모니아, 메탄올, 아세톤과 같은 액체는 호환 가능한 금속과 결합하여 -60도보다 훨씬 낮은 온도에서 작동하는 히트 파이프를 형성할 수 있습니다.
오해 7:히트파이프는 가격이 비쌉니다.
진실:히트 파이프를 추가하면 전체 솔루션 비용을 줄일 수 있습니다.
구리의 연성은 경제적인 제조, 안정적인 밀봉, 특정 기하학적 형태로의 손쉬운 굽힘 및 압착을 가능하게 합니다. Boyd는 비용 효율적인 고성능 구리/물 히트 파이프를 생산하기 위해 제조 공정과 히트 파이프 설계 기술을 완성했습니다. 히트 파이프를 사용하면 엔지니어는 구리 핀 베이스가 필요한 응용 분야에 알루미늄 및 내장형 히트 파이프를 사용하여 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 팬이나 기타 구성 요소가 필요하지 않아 비용과 무게가 절약됩니다.
결론적으로, 히트파이프는 다목적이며 열 관리에 매우 유용하여 다양한 오해를 해소합니다. 이러한 오해는 종종 기술의 기능과 응용 프로그램에 대한 이해 부족에서 비롯됩니다. 냉각 효율을 높이고, 무게를 줄이고, 다양한 조건에서 작동할 수 있는 능력을 갖춘 히트 파이프는 끊임없이 진화하는 전자 및 고전력 애플리케이션 환경에서 안정적이고 비용 효율적인 솔루션으로 자리잡고 있습니다.
