Dispositivos electrónicos de enfriamiento líquido del alto flujo de calor de la placa MLCP del canal micro que se refrescan

La placa de refrigeración líquida de microcanales (MLCP) es una solución térmica definitiva para dispositivos electrónicos de alto flujo de calor. Su núcleo radica en la densa matriz integrada de microcanales de flujo con un diámetro hidráulico típicamente ≤1 mm (a menudo 50-500 μm), lo que aumenta en gran medida el área de intercambio de calor y la eficiencia, distinguiéndolo de las placas de enfriamiento de agua convencionales con canales de flujo de escala milimétrica.

Definición:MLCP utiliza procesos de precisión para fabricar canales de flujo a escala micrométrica dentro de sustratos de alta conductividad térmica. El líquido de enfriamiento sufre convección forzada dentro de los canales, logrando una transferencia de calor directa/de corto alcance entre las fuentes de calor y el refrigerante. Con canales de flujo densamente dispuestos, su área de intercambio de calor por unidad de área es de 3 a 10 veces mayor que la de las placas de enfriamiento tradicionales. Se puede integrar con el embalaje de chips para acortar la ruta de transferencia de calor.

• Sustrato:Cobre sin oxígeno (mejor conductividad térmica, alto costo), aleación de aluminio 6061/6063 (rentable), silicio (grabado de semiconductores, adecuado para integración a nivel de chip)
• Conjunto de canales de microflujo:Canales rectos, serpentinos, paralelos o fractales, a menudo equipados con microaletas o nervaduras.
• Placa de cubierta de selladoSellado mediante soldadura por fricción y agitación (FSW), unión por difusión o soldadura fuerte al vacío.
• Puertos de entrada y salida de líquido(G1/4, NPT), sellado con juntas tóricas o soldadura
• Tratamiento superficial:Anodizado, niquelado, oxidación conductiva para instalación y resistencia a la corrosión.

La placa de enfriamiento está firmemente unida a las fuentes de calor (chips de IA, fuentes de bombas láser) mediante grasa térmica o materiales de cambio de fase. El calor se conduce rápidamente a las paredes de los microcanales. El agua desionizada o la solución de etilenglicol fluyen a alta velocidad dentro de los microcanales. La delgada capa límite térmica reduce significativamente la resistencia térmica, brindando una eficiencia de transferencia de calor por convección extremadamente alta. El fluido calentado regresa a un enfriador o CDU para enfriarse, formando un circuito cerrado. El MLCP integrado puede incorporar canales de flujo dentro del paquete, logrando una ruta corta de transferencia de calor "desde el chip al refrigerante", con una resistencia térmica reducida al nivel de 0,03 ℃*cm²/W.

• Grabado de precisión + unión por difusión / FSW:Microsurcos formados por fotolitografía y grabado sobre sustratos de silicio/cobre, sellados con soldadura de estado sólido; adecuado para canales ultrafinos (50-100 μm)
• Microtubos embebidos + soldadura fuerte al vacío:Conjunto de tubos de cobre ultrafinos incrustados en el sustrato, con espacios rellenados mediante soldadura fuerte
• Impresión 3D en metales (SLM):Formación directa de canales de flujo complejos, ideal para personalización de lotes pequeños
• Grabado químico + soldadura láser:Adecuado para placas de enfriamiento delgadas, equilibrando precisión y costo

• Parámetros del canal:Ancho 50-500 μm, profundidad 200-800 μm, espaciado 100-300 μm
• Caudal y caída de presión:Velocidad de flujo 2-5 m/s, presión de funcionamiento 0,5-1,5 MPa, caída de presión controlada dentro de 0,3 MPa
• Conductividad térmica del material:Cobre 386W/m*K, aleación de aluminio 205W/m*K
• Rendimiento de sellado:Tasa de fuga de helio ≤1×10⁻⁹ mbar*L/s
• Planitud de la superficie:≤0,05 mm/100 mm

• Servidores de IA y chips informáticos: GPU NVIDIA Rubin, CPU de alta gama, tarjetas aceleradoras de IA con consumo de energía de un solo chip de 1500-2300 W
• Láseres de fibra de alta potencia: módulos de bomba, combinadores de haces, cavidades resonantes
• Fabricación de semiconductores: equipos de grabado y recocido por láser
• Equipo médico: instrumentos terapéuticos con láser de alta potencia.

• Selección:Determinar la densidad del canal y el material en función del flujo de calor; seleccione el espesor según las limitaciones de espacio; Confirmar las especificaciones del puerto y la compatibilidad del refrigerante.
• Mantenimiento:El agua desionizada (conductividad < 1μS/cm) es obligatoria; reemplace el refrigerante cada 6 a 12 meses para evitar incrustaciones; realizar pruebas de presión y fugas de helio anualmente; Evite impactos severos para evitar la deformación del canal.

• Integración profunda con el empaquetado de chips (Chiplet + MLCP)
• Enfriamiento de dos fases (ebullición dentro de microcanales) para una mayor mejora de la eficiencia
• Avances en procesos de fabricación de bajo coste para promover la adopción en equipos informáticos de gama media