초경량 모세관 구동 히트 파이프 냉각 기술

단순한 설계, 저렴한 비용, 유연한 설계 및 우수한 열 방출 능력으로 인해 모세관 구동 히트 파이프는 현대 열 관리 마이크로 전자 부품에 가장 널리 사용되는 솔루션일 수 있습니다. 스마트폰과 노트북에서는 범용 관형 디자인을 납작하게 만들어 더욱 압축합니다. 히트파이프의 원리는 진공 챔버 내 작동 유체의 잠열 변환을 통해 마이크로전자 부품에서 방출되는 과도한 열을 전파하는 것입니다. 인클로저 구조의 차가운 끝과 뜨거운 끝은 각각 증발기와 응축기 역할을 하는 반면, 중간 부분의 기능은 (i) 증기 흐름(뜨거운 끝에서 차가운 끝으로)과 (ii) 응축수 흐름( 차가운 끝에서 뜨거운 끝까지) 중앙 빈 영역을 통한 심지 구조를 통한 모세관 작용을 통해. 중간에는 증기와 응축수가 반대 방향으로 흐르며, 표면 장력 유동력으로 인한 자유 표면 경계면에 의해 분리됩니다. 히트 파이프의 설계 목표는 열이 히트 파이프를 따라 전달되고 응축기 끝에서 소산되도록 하여 증발기에 부착된 구성 요소의 작동 온도를 낮추는 것입니다.

최근 한국 전남대학교 강기주 교수는 전자 냉각 시스템용 열 솔루션 분야에서 최신 발전을 이루었습니다. 모세관 구동 히트 파이프는 압축 전자 냉각 시스템을 위한 효과적인 열 솔루션으로, 모바일 애플리케이션을 위한 초경량 히트 파이프 열 솔루션을 제공합니다. 본 연구에서는 작동유체의 상변화 과정을 담은 쉘을 ~40 μm의 화학적 도금으로 제작하였다. 또한 응축수를 모세관을 통해 열원으로 전달하는 심지 구조도 케이싱 내부 표면에 화학적으로 도금되어 100μM 두께의 미세 다공성 층을 형성합니다.

이 심지 구조는 미세 다공성 심지 층에 나노 질감의 흑화를 형성함으로써 순차적으로 초친수화됩니다. 경량성을 측정하는 프로토타입 초경량 히트 파이프(UHP)의 유효 밀도는 유사한 외부 치수의 소결 구리 코어를 갖춘 동일한 유형의 상용 제품이 평균적으로 무게가 73% 감소했음을 나타냅니다(예: 약 ~10.0g)에 비해 2.7g이며 동등한 열 방출을 제공합니다. 또한 초박형 벽 쉘과 램프 코어의 추가 열 방출로 인해 uHP는 증발기 온도를 25% 감소시켜 작동합니다.