ベイパーチャンバー — CAE用語解説

薄い金属ケースの内部を真空にして少量の冷媒液（純水など）を封入した面状の熱拡散デバイスだ。熱源でフルイドが蒸発し、冷えた部分で凝縮して潜熱を使って熱を輸送する。ヒートパイプを平板状に広げたイメージで、2次元方向に熱を均一に広げられるのが特徴だ。

ヒートパイプは一方向の熱輸送だが、ベイパーチャンバーは面全体に熱を広げられる。CPUチップとヒートシンクの間に挟むと、チップの局所的な高熱点（ホットスポット）を広い面積に均一化できる。モバイル端末のように薄い筐体に強く、放熱面積を最大化したい設計に向いている。

内部の相変化を正確にモデル化するのは非常に難しい。実務ではベイパーチャンバーを等価的に非常に高い熱伝導率を持つ固体（等価熱伝導率モデル）として扱うことが多い。熱伝導率の値は実測値や論文値から設定する。

そうだ。6SigmaETや汎用熱解析ツールでも扱いやすくなる。より精密に解析したい場合はCFDで二相流モデルを使うが、計算コストが高いので設計検討段階では等価熱伝導モデルで十分なことが多い。

ヒートスプレッダは単に高熱伝導材料（銅やダイヤモンドコーティング）の固体板で、相変化はしない。ベイパーチャンバーのほうが圧倒的に高い等価熱伝導率を持つ。最新の薄型スマホではベイパーチャンバーが標準部品になってきたが、そのCAE検証が難しさの一つだ。

• ヒートパイプ
• ヒートスプレッダ
• 電子冷却