A Study on the Improvement and Analysis of Thermal Performance of Conduction Plate with Vapor Chamber for Cooling High Heat Flux ICs of Air-cooled Electronic Equipment

본 논문은 공랭식 전자장비 내부에 집적회로에서 열교환부까지 열전달을 위해 사용된 베이퍼 챔버의 열적 성능을 고찰하고, 열적 특성을 반영한 베이퍼 챔버의 수치해석 방법에 관하여 연구한 것이다. 베이퍼 챔버는 일반적인 금속 전도판보다 높은 열확산 및 열전도 성능을 가지지만, 열유속, 작동 유체의 종류, 작동 유체 충진율, 유로의 내부 윅 형상 등 다양한 내외부적 요인에 의해서 열적 특성의 변화가 있을 수 있다. 본 연구에서는 공랭식 전자장비에서의 내부 발생 열유속 및 외부 공랭 냉각 조건의 변화에 따른 베이퍼 챔버의 열적 특성 변화에 관하여 시험과 수치해석을 통해 중점적으로 분석하였다. 이를 통해 기존 금속 전도판 대비 우수한 베이퍼 챔버의 열적 성능을 확인하였으며, 알루미늄 전도판 대비 최대 9.2배의 유효열전도도를 가지며, 발열부의 온도가 최대 45.9 % 감소하는 것을 확인하였다. 또한 수치 해석시 열원에서 발생하는 열유속 및 냉각조건 변화에 따른 해석의 정확도를 개선할 수 있는 베이퍼 챔버의 열해석 방법에 대하여 도출하였다.