Placa de refrigeração líquida de micro-canais MLCP Fluxo de calor elevado Dispositivos eletrónicos de refrigeração

A placa de resfriamento líquido microcanal (MLCP) é uma solução térmica definitiva para dispositivos eletrônicos de alto fluxo de calor. Seu núcleo reside no denso conjunto integrado de microcanais de fluxo com um diâmetro hidráulico tipicamente ≤1mm (frequentemente 50-500μm), o que aumenta muito a área de troca de calor e a eficiência, distinguindo-o das placas convencionais de resfriamento de água com canais de fluxo em escala milimétrica.

Definição:O MLCP utiliza processos de precisão para fabricar canais de fluxo em escala micrométrica dentro de substratos de alta condutividade térmica. O líquido de resfriamento sofre convecção forçada dentro dos canais, realizando transferência de calor direta/próxima entre as fontes de calor e o líquido refrigerante. Com canais de fluxo densamente dispostos, sua área de troca de calor por unidade de área é de 3 a 10 vezes maior que a das placas de resfriamento tradicionais. Ele pode ser integrado à embalagem de chips para encurtar o caminho de transferência de calor.

• Substrato:Cobre livre de oxigênio (melhor condutividade térmica, alto custo), liga de alumínio 6061/6063 (econômica), silício (gravação de semicondutor, adequado para integração em nível de chip)
• Matriz de canais de microfluxo:Canais retos, serpentinos, paralelos ou fractais, muitas vezes equipados com microbarbatanas/nervuras
• Placa de cobertura de vedaçãoselado por meio de soldagem por fricção (FSW), ligação por difusão ou brasagem a vácuo
• Portas de entrada e saída de líquido(G1/4, NPT), vedado com O-rings ou soldagem
• Tratamento de superfície:Anodização, niquelagem, oxidação condutiva para instalação e resistência à corrosão

A placa de resfriamento é firmemente fixada a fontes de calor (chips AI, fontes de bomba laser) por meio de pasta térmica ou materiais de mudança de fase. O calor é rapidamente conduzido para as paredes dos microcanais. Água desionizada ou solução de etilenoglicol flui em alta velocidade dentro dos microcanais. A fina camada limite térmica reduz significativamente a resistência térmica, proporcionando eficiência de transferência de calor por convecção extremamente alta. O fluido aquecido retorna para um chiller ou CDU para resfriamento, formando um circuito fechado. O MLCP integrado pode incorporar canais de fluxo dentro do pacote, alcançando um caminho curto de transferência de calor "do chip ao refrigerante", com resistência térmica reduzida ao nível de 0,03℃*cm²/W.

• Gravura de precisão + ligação por difusão / FSW:Micro sulcos formados por fotolitografia e ataque químico em substratos de silício/cobre, selados com soldagem em estado sólido; adequado para canais ultrafinos (50-100μm)
• Microtubos incorporados + brasagem a vácuo:Conjunto de tubos de cobre ultrafinos embutidos no substrato, com lacunas preenchidas por brasagem
• Impressão 3D de metal (SLM):Formação direta de canais de fluxo complexos, ideal para personalização de pequenos lotes
• Gravura química + soldagem a laser:Adequado para placas de resfriamento finas, equilibrando precisão e custo

• Parâmetros do canal:Largura 50-500μm, profundidade 200-800μm, espaçamento 100-300μm
• Taxa de fluxo e queda de pressão:Velocidade de fluxo 2-5m/s, pressão operacional 0,5-1,5MPa, queda de pressão controlada dentro de 0,3MPa
• Condutividade térmica do material:Cobre 386W/m*K, liga de alumínio 205W/m*K
• Desempenho de vedação:Taxa de vazamento de hélio ≤1×10⁻⁹ mbar*L/s
• Planicidade da superfície:≤0,05mm/100mm

• Servidores de IA e chips de computação: GPU NVIDIA Rubin, CPUs de última geração, placas aceleradoras de IA com consumo de energia de chip único de 1500-2300 W
• Lasers de fibra de alta potência: módulos de bomba, combinadores de feixe, cavidades ressonantes
• Fabricação de semicondutores: recozimento a laser, equipamento de gravação
• Equipamento médico: instrumentos terapêuticos a laser de alta potência

• Seleção:Determine a densidade e o material do canal com base no fluxo de calor; selecione a espessura de acordo com as restrições de espaço; confirme as especificações da porta e a compatibilidade do refrigerante
• Manutenção:Água deionizada (condutividade < 1μS/cm) é obrigatória; substitua o líquido refrigerante a cada 6-12 meses para evitar incrustações; realizar testes de pressão e vazamento de hélio anualmente; evite impacto severo para evitar a deformação do canal

• Integração profunda com embalagem de chips (Chiplet + MLCP)
• Resfriamento bifásico (fervura dentro de microcanais) para maior melhoria de eficiência
• Avanços em processos de fabricação de baixo custo para promover a adoção em equipamentos de computação de médio porte