Đĩa làm mát chất lỏng micro-channel (MLCP)

1Định nghĩa và cấu trúc cốt lõi

• Substrate: đồng không oxy (đối dẫn nhiệt tốt nhất, chi phí cao), hợp kim nhôm 6061/6063 (hiệu quả về chi phí), silicon (cát bán dẫn, phù hợp với tích hợp ở mức chip);
• Mảng kênh dòng chảy vi mô: Các kênh thẳng, serpentine, song song hoặc fractal, thường được trang bị microfins / xương sườn;
• Bảng nắp niêm phong được niêm phong bằng hàn xoay ma sát (FSW), kết dính phân tán hoặc hàn chân không;
• Các cổng vào và ra chất lỏng (G1/4, NPT), được niêm phong bằng vòng O hoặc hàn;
• Điều trị bề mặt: Anodizing, mạ niken, oxy hóa dẫn để lắp đặt và chống ăn mòn.

2Nguyên tắc làm việc

3Các quy trình sản xuất chính

• Chụp chính xác + liên kết khuếch tán / FSW: Các rãnh vi mô được hình thành bằng photolithography và khắc trên nền silicon / đồng, được niêm phong bằng hàn trạng thái rắn;thích hợp cho các kênh siêu mỏng (50 ‰ 100 μm);
• Microtube được nhúng + hàn chân không: Một mảng các ống đồng siêu mỏng được nhúng vào nền, với các khoảng trống được lấp đầy bằng hàn;
• In kim loại 3D (SLM): Tạo trực tiếp các kênh dòng chảy phức tạp, lý tưởng cho tùy chỉnh lô nhỏ;
• Chất hóa học khắc + hàn laser: Thích hợp cho các tấm làm mát mỏng, cân bằng độ chính xác và chi phí.

4Ưu điểm hiệu suất và so sánh (so với các tấm làm mát bằng nước thông thường)

5Các thông số kỹ thuật chính

• Các thông số kênh: chiều rộng 50 ‰ 500 μm, độ sâu 200 ‰ 800 μm, khoảng cách 100 ‰ 300 μm;
• Tốc độ dòng chảy và giảm áp suất: Tốc độ dòng chảy 2 ̊5m/s, áp suất hoạt động 0,5 ̊1,5MPa, giảm áp suất được kiểm soát trong phạm vi 0,3MPa;
• Độ dẫn nhiệt vật liệu: đồng 386W/m·K, hợp kim nhôm 205W/m·K;
• Hiệu suất niêm phong: Tốc độ rò rỉ Helium ≤1×10−9 mbar·L/s;
• Độ phẳng bề mặt: ≤ 0,05mm/100mm.

6Các kịch bản ứng dụng điển hình

• Máy chủ AI và chip máy tính: NVIDIA Rubin GPU, CPU cao cấp, thẻ tăng tốc AI với tiêu thụ điện năng 1500 ∼ 2300W cho một chip;
• Laser sợi năng lượng cao: Pump modules, beam combiners, resonant cavities;
• Sản xuất bán dẫn: Sản phẩm sơn bằng laser, thiết bị khắc;
• Thiết bị y tế: Các thiết bị trị liệu laser công suất cao.

7- Hướng dẫn lựa chọn và bảo trì

• Lựa chọn: Xác định mật độ kênh và vật liệu dựa trên luồng nhiệt; chọn độ dày theo các hạn chế không gian; xác nhận thông số kỹ thuật cổng và tương thích chất làm mát;
• Bảo trì: Nước phi ion hóa (khả năng dẫn điện < 1μS / cm) là bắt buộc; thay thế chất làm mát mỗi 6-12 tháng để ngăn ngừa nếp nhăn; thực hiện các thử nghiệm rò rỉ áp suất và heli mỗi năm;tránh tác động nghiêm trọng để ngăn ngừa biến dạng kênh.

8. Xu hướng công nghệ

• Tích hợp sâu với bao bì chip (Chiplet + MLCP);
• Làm mát hai giai đoạn (lôi bên trong microchannels) để cải thiện hiệu quả hơn nữa;
• Bước đột phá trong các quy trình sản xuất chi phí thấp để thúc đẩy việc áp dụng trong thiết bị máy tính tầm trung.