均热板是一种有效的热管替代品,可将典型电子冷却应用的散热器性能提高 5-10 o C。蒸汽室是一种简单、相对成本效益高且非常可靠的设备,可单独使用或与热管结合使用。
蒸汽室在与热管相同的工作原理下运行。它们有一个真空密封的金属外壳,一个连接到内壁的内部灯芯结构,并使用毛细作用在系统周围移动液体。与热管不同,均热板可以实现令人印象深刻的 60:1 宽高比(扁平热管约为 4:1)。
让我们看看最有可能导致均热板成为最佳解决方案而不是热管或固体金属解决方案的条件。
热预算非常紧张时的蒸汽室
当热预算低于 40 o C 时,热管成为一种可能的解决方案,但随着这种预算的缩小,蒸汽室成为可能的英雄。主要原因?蒸汽室与热源直接接触,而热管通常在它们和热源之间有一个底板。
注意:热预算是最大半导体温度(Max Tcase 或 Tjunction)与最终系统的最大工作环境温度(Max Ambient)之间的差值。
是的,你是正确的,热源可以与热管解决方案直接接触。两个问题:
- 必须飞切热管,这为解决方案增加了额外的步骤和费用。
- 安装块在管道之间仍然具有实心金属通道,从而降低了热性能并可能产生模具面热点。
当您需要“等温化”时的蒸汽室
蒸汽室非常适合需要快速分散高功率密度、需要尽量减少芯片面上的热点或需要接近 2 个热源温度的应用。下面,要求 6 个 ASICS彼此保持在 2 o C 范围内。中心切口减轻了重量。
当目标是实现尽可能均匀的温度时,均热板优于热管,因为它们具有大的连续表面积,可以将热量向各个方向移动。热管仅沿线性方向移动热量。散热器高度受限时的蒸汽室,但散热片面积需要增加
通常,热管穿过散热片堆叠的中心,以最大限度地增加接触面积,从而将尽可能多的热量传递到散热片。不利的一面——翅片面积减小。如果您有足够的空间来增加翅片高度,这不是问题,但当该指标受到限制时,就会出现问题,因为它在附加桌面图形卡应用程序中。均热板冷却设计释放了所需的散热片区域并提供与热源的直接接触,从而使性能提高 6 度。
蒸汽室结论
如本文开头所述,使用均热板代替热管可以将散热器性能提高 5-10 o C,因为它们与热源直接接触,可以将热量更均匀地分布在大底座上,并允许最大的鳍面积。
在 Celsia,我们设计的大多数应用都比蒸汽室更受益于热管,尽管那些应用驱动的灯芯厚度和孔隙率变化以提高性能。但是,这并不是说我们没有深入投资蒸汽室技术。自 1960 年代以来,这些设备的固有性能优势就为人所知。
直到十年前,蒸汽室相对于热管的成本对于除了最关键的应用之外的所有应用来说都是令人望而却步的。幸运的是,这些设备的使用越来越多,再加上我们十年前开创的创新制造技术(1 件式蒸汽室),已将价格降至与 2-4 根热管相当的水平。以下是这两种蒸汽室的优缺点的简要总结,但可以在此处找到更多详细信息。