Refroidissement liquide de dispositifs électroniques de flux thermique élevé du plat MLCP de micro canal

La plaque de refroidissement liquide à micro-canaux (MLCP) est une solution thermique ultime pour les appareils électroniques à flux de chaleur élevé.Son noyau se trouve dans le réseau dense intégré de canaux de micro-écoulement avec un diamètre hydraulique typiquement ≤1 mm (souvent 50-500 μm), ce qui augmente considérablement la surface d'échange de chaleur et l'efficacité, ce qui le distingue des plaques de refroidissement à eau classiques avec des canaux de débit à l'échelle millimétrique.

Définition:MLCP utilise des procédés de précision pour fabriquer des canaux de débit à l'échelle micronique à l'intérieur de substrats à haute conductivité thermique.réalisation d'un transfert de chaleur à courte portée / direct entre les sources de chaleur et le liquide de refroidissementAvec des canaux de flux densément disposés, sa surface d'échange thermique par unité de surface est de 3 à 10 fois celle des plaques de refroidissement traditionnelles.Il peut être intégré à l'emballage de puces pour raccourcir le chemin de transfert de chaleur.

• Substrate:Le cuivre sans oxygène (meilleure conductivité thermique, coût élevé), l'alliage d'aluminium 6061/6063 (efficace en termes de coûts), le silicium (gravure sur semi-conducteurs, adapté à l'intégration au niveau de la puce)
• Réglage des canaux de micro-écoulement:Canaux droits, serpentins, parallèles ou fractaux, souvent équipés de micropins / côtes
• Plaque d'étanchéitéd'une épaisseur n'excédant pas 10 mm,
• Portes d'entrée et de sortie de liquide(G1/4, NPT), scellés à l'aide d'anneaux O ou de soudage
• Traitement de surface:Anodisation, nickellage, oxydation conductive pour l'installation et résistance à la corrosion

La plaque de refroidissement est étroitement fixée aux sources de chaleur (puces d'IA, sources de pompes laser) par graisse thermique ou matériaux de changement de phase.L'eau désionisée ou la solution d'éthylène glycol circule à grande vitesse à l'intérieur des microcanauxLa couche thermique limite mince réduit considérablement la résistance thermique, offrant un rendement de transfert de chaleur par convection extrêmement élevé.formant une boucle fermée. Le MLCP intégré peut intégrer des canaux de débit dans l'emballage, ce qui permet d'atteindre un parcours de transfert de chaleur court "de la puce au liquide de refroidissement", avec une résistance thermique réduite à 0,03°C*cm2/W.

• Gravure de précision + collage par diffusion / FSW:Microgrooves formées par photolithographie et gravure sur des substrats de silicium/cuivre, scellées par soudage à l'état solide; adaptées aux canaux ultra-fines (50-100 μm)
• d'une épaisseur n'excédant pas 10 mmEnsemble de tubes en cuivre ultrafin incorporés dans le substrat, avec des espaces vides remplis par brasage
• Impression 3D sur métal (SLM):Formation directe de canaux de flux complexes, idéale pour la personnalisation de petits lots
• Pour le traitement de l'eau des eaux uséesConvient pour des plaques de refroidissement minces, équilibrant précision et coût

• Paramètres du canal:Largeur de 50 à 500 μm, profondeur de 200 à 800 μm, espacement de 100 à 300 μm
• Débit et chute de pression:Vitesse de débit 2-5 m/s, pression de fonctionnement 0,5-1,5 MPa, chute de pression contrôlée à 0,3 MPa
• Conductivité thermique du matériau:Le cuivre 386W/m*K, l'alliage d'aluminium 205W/m*K
• Performance d'étanchéité:Taux de fuite d'hélium ≤1 × 10−9 mbar*L/s
• La surface est plate:≤ 0,05 mm/100 mm

• Serveurs et puces d'intelligence artificielle: GPU NVIDIA Rubin, processeurs haut de gamme, cartes d'accélérateur d'intelligence artificielle avec une consommation d'énergie de 1500 à 2300 W sur une seule puce
• Lasers à fibre de haute puissance: modules de pompes, combinateurs de faisceaux, cavités résonantes
• Fabrication de semi-conducteurs: recuit au laser, équipement de gravure
• Équipement médical: instruments thérapeutiques laser de haute puissance

• Sélection:Déterminer la densité du canal et le matériau en fonction du flux de chaleur; sélectionner l'épaisseur en fonction des contraintes d'espace; confirmer les spécifications des ports et la compatibilité du liquide de refroidissement
• Maintenance:L'eau désionisée (conductivité < 1 μS/cm) est obligatoire; le liquide de refroidissement doit être remplacé tous les 6 à 12 mois pour éviter les écailles; des essais de pression et de fuite d'hélium doivent être effectués chaque année;éviter les chocs sévères pour éviter la déformation des canaux

• Intégration approfondie avec l'emballage de puces (Chiplet + MLCP)
• Refroidissement en deux phases (ébullition à l'intérieur de micro-canaux) pour une amélioration supplémentaire de l'efficacité
• Des percées dans les procédés de fabrication à faible coût pour favoriser l'adoption dans les équipements informatiques de milieu de gamme