Mikrokanałowa płyta chłodząca ciecz MLCP Chłodzenie urządzeń elektronicznych o wysokim strumieniu ciepła

Mikrokanałowa płyta chłodząca ciecz (MLCP) to najlepsze rozwiązanie termiczne dla urządzeń elektronicznych charakteryzujących się dużym strumieniem ciepła. Jego rdzeń leży w zintegrowanym, gęstym układzie mikrokanałów przepływowych o średnicy hydraulicznej zwykle ≤1 mm (często 50-500 μm), co znacznie zwiększa powierzchnię wymiany ciepła i wydajność, odróżniając go od konwencjonalnych płyt chłodzonych wodą z kanałami przepływowymi w skali milimetrowej.

Definicja:MLCP wykorzystuje precyzyjne procesy do wytwarzania kanałów przepływowych w skali mikronowej wewnątrz podłoży o wysokiej przewodności cieplnej. Ciecz chłodząca podlega wymuszonej konwekcji w kanałach, zapewniając bezpośrednią wymianę ciepła pomiędzy źródłami ciepła a chłodziwem. Dzięki gęsto rozmieszczonym kanałom przepływowym powierzchnia wymiany ciepła na jednostkę powierzchni jest 3-10 razy większa niż w przypadku tradycyjnych płyt chłodzących. Można go zintegrować z opakowaniem chipów, aby skrócić drogę wymiany ciepła.

• Podłoże:Miedź beztlenowa (najlepsza przewodność cieplna, wysoki koszt), stop aluminium 6061/6063 (ekonomiczny), krzem (trawienie półprzewodników, odpowiednie do integracji na poziomie chipa)
• Układ kanałów mikroprzepływowych:Kanały proste, serpentynowe, równoległe lub fraktalne, często wyposażone w mikropłetwy/żebra
• Uszczelniająca płyta pokrywyuszczelnione poprzez zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW), zgrzewanie dyfuzyjne lub lutowanie próżniowe
• Porty wlotu i wylotu cieczy(G1/4, NPT), uszczelnione o-ringami lub spawane
• Obróbka powierzchniowa:Anodowanie, niklowanie, utlenianie przewodzące w celu zapewnienia odporności na korozję i instalacji

Płyta chłodząca jest ściśle połączona ze źródłami ciepła (chipy AI, źródła pomp laserowych) za pomocą smaru termicznego lub materiałów zmiennofazowych. Ciepło jest szybko przewodzone do ścianek mikrokanalików. Wewnątrz mikrokanalików z dużą prędkością przepływa woda dejonizowana lub roztwór glikolu etylenowego. Cienka termiczna warstwa graniczna znacznie zmniejsza opór cieplny, zapewniając wyjątkowo wysoką wydajność konwekcyjnego przenoszenia ciepła. Ogrzany płyn powraca do agregatu chłodniczego lub CDU w celu schłodzenia, tworząc zamkniętą pętlę. Zintegrowany MLCP może osadzać kanały przepływowe w obudowie, uzyskując krótką drogę wymiany ciepła „od chipa do chłodziwa”, przy oporze cieplnym zmniejszonym do poziomu 0,03℃*cm²/W.

• Precyzyjne trawienie + spajanie dyfuzyjne / FSW:Mikrorowki utworzone metodą fotolitografii i trawienia na podłożach krzemowych/miedzianych, uszczelnione za pomocą spawania w stanie stałym; nadaje się do ultracienkich kanałów (50-100μm)
• Mikrorurki osadzone + lutowanie próżniowe:Układ ultracienkich rurek miedzianych osadzonych w podłożu, ze szczelinami wypełnionymi lutowaniem
• Druk 3D w metalu (SLM):Bezpośrednie formowanie złożonych kanałów przepływowych, idealne do dostosowywania małych partii
• Trawienie chemiczne + spawanie laserowe:Nadaje się do cienkich płyt chłodzących, równoważąc precyzję i koszt

• Parametry kanału:Szerokość 50-500μm, głębokość 200-800μm, rozstaw 100-300μm
• Natężenie przepływu i spadek ciśnienia:Prędkość przepływu 2-5m/s, ciśnienie robocze 0,5-1,5MPa, spadek ciśnienia kontrolowany w zakresie 0,3MPa
• Przewodność cieplna materiału:Miedź 386W/m*K, stop aluminium 205W/m*K
• Skuteczność uszczelnienia:Szybkość wycieku helu ≤1×10⁻⁹ mbar*L/s
• Płaskość powierzchni:≤0,05 mm/100 mm

• Serwery AI i układy obliczeniowe: procesor graficzny NVIDIA Rubin, wysokiej klasy procesory, karty akceleratorów AI o poborze mocy przez pojedynczy układ scalony 1500–2300 W
• Lasery światłowodowe dużej mocy: moduły pomp, łączniki wiązek, wnęki rezonansowe
• Produkcja półprzewodników: wyżarzanie laserowe, sprzęt do trawienia
• Sprzęt medyczny: Laserowe instrumenty terapeutyczne dużej mocy

• Wybór:Określ gęstość kanału i materiał na podstawie strumienia ciepła; wybierz grubość zgodnie z ograniczeniami przestrzennymi; potwierdzić specyfikację portu i kompatybilność chłodziwa
• Konserwacja:Woda dejonizowana (przewodność < 1μS/cm) jest obowiązkowa; wymieniaj płyn chłodzący co 6-12 miesięcy, aby zapobiec osadzaniu się kamienia; corocznie przeprowadzać próby ciśnieniowe i szczelności helu; unikaj silnych uderzeń, aby zapobiec deformacji kanału

• Głęboka integracja z pakowaniem chipów (Chiplet + MLCP)
• Chłodzenie dwufazowe (wrzenie w mikrokanałach) w celu dalszej poprawy wydajności
• Przełomy w tanich procesach produkcyjnych w celu promowania przyjęcia w sprzęcie komputerowym średniej klasy