Flüssige Kühlplatten
Es handelt sich um eine Gerätekomponente, die das Hitzeproblem von Hochleistungschips löst. Sie nutzt zirkulierendes Kühlmittel, um die Wärme von Hochleistungskomponenten effizient abzuleiten und zu übertragen. Das optimierte Strömungskanaldesign sorgt für gleichmäßige Kühlung, verbessert die Systemzuverlässigkeit und verlängert die Lebensdauer der Geräte.
Was ist eine Flüssigkeitskühlplatte?
Die Flüssigkeitskühlplatte ist ein innovatives Wärmemanagement-Tool, das die Grenzen herkömmlicher Wärmeableitungsmethoden durchbricht. Sie überwindet den inhärenten Engpass der Wärmeleitfähigkeit fester Materialien. Durch den Aufbau eines präzisen internen Flüssigkeitsnetzwerks transformiert sie die Wärmeübertragung von einem einzelnen Festkörperleitungsmodus in einen kombinierten Wärmeableitungsmodus, der Festkörper- und Flüssigkeitskopplung kombiniert. Der Kern ihres Designs liegt in der präzisen Anwendung der Strömungsdynamik. Die gewundene Anordnung der Strömungskanäle, die präzise Öffnungsgröße und die Gestaltung der Turbulenzstrukturen zielen darauf ab, die Kontaktfläche zwischen Kühlmittel und Wandoberfläche zu maximieren. Gleichzeitig gewährleistet sie einen effizienten Wärmeaustausch der Flüssigkeit unter Bedingungen geringen Widerstands.
Diese Wärmeableitungslösung eignet sich besonders für moderne Geräte mit exponentiell steigender Leistungsdichte. Wenn die von Kernkomponenten wie Chips und Batterien erzeugte Wärme wie eine konzentrierte Wärmequelle ausbricht, fungiert die Flüssigkeitskühlplatte als intelligenter Temperaturmanager. Durch die Zirkulation des Kühlmittels wird die Wärme schnell erfasst und abgeleitet, wodurch Temperaturschwankungen in einem sehr kleinen Bereich kontrolliert werden. Besonders bemerkenswert ist, dass die Flüssigkeitskühlplatte an unterschiedliche Anwendungsszenarien angepasst werden kann. Von winzigen elektronischen Komponenten bis hin zu Energiespeichersystemen im Megawattbereich – durch die Anpassung der Strömungskanaltopologie, der Kühlmittelart und des Zirkulationsdrucks kann sie den unterschiedlichen Anforderungen an die Wärmeableitung gerecht werden und so eine zuverlässige Wärmeschutzbarriere für den stabilen Betrieb von Hochleistungsgeräten bilden.
FSW-Flüssigkeitskühlplatte
Hartlötflüssigkeitskühlplatte
Flüssigkeitskühlplatte mit rundem Rohr
Extrudierte Flüssigkeitskühlplatte
Flüssigkeitskühlplatte für Tieflochbohren
Flüssigkeitskühlplatte mit rundem Rohr
Wie stellt man eine geeignete Flüssigkeitskühlplatte für Kunden her?
Wir müssen die Größe und Form der Flüssigkeitskühlplatte sowie die Anordnung der internen Mikrokanäle und Strömungskanäle genau bestimmen, basierend auf den tatsächlichen Anwendungsanforderungen wie Chipleistungsgröße, spezifischen Wärmeableitungsindikatoren usw. Mithilfe von CAD-Software für die 3D-Modellierung werden die thermischen Lösungen entwickelt und anschließend kontinuierlich durch numerische Strömungssimulation optimiert, um sicherzustellen, dass das Kühlmittel gleichmäßig fließen und Wirbel vermieden werden können, wodurch die beste Wärmeableitungswirkung erzielt wird.
Bei der Herstellung von Flüssigkeitskühlplatten ist die Wahl des richtigen Verfahrens entscheidend. Bei Chips mit einer Leistung von weniger als 1 Kilowatt kann aufgrund der relativ geringen Wärmeentwicklung ein einfaches Strömungskanaldesign die Anforderungen an die Wärmeableitung erfüllen. Solche Flüssigkeitskühlplatten können durch CNC-Bearbeitung direkt mit einfachen Strömungskanälen hergestellt werden. Alternativ können Kupfer- oder Edelstahlrohre gebogen und anschließend in die Unterseite der Flüssigkeitskühlplatte eingebettet werden. Diese beiden Verfahren sind einfach, zuverlässig und ermöglichen eine effektive Kostenkontrolle.
Bei Hochleistungs-IGBT-Bauelementen liegt die Leistung oft über 3000 Watt und erzeugt große Wärmemengen. Die üblichen einfachen Strömungskanäle und Verarbeitungsverfahren erschweren die Wärmeableitung. Für diese Bauelemente ist eine verfeinerte Bearbeitung der Strömungskanäle an der Kontaktstelle zwischen der Flüssigkeitskühlplatte und den Chips erforderlich. Üblicherweise wird das Skived-Fin-Verfahren eingesetzt, um Mikrokanalstrukturen in lokalen Bereichen zu erzeugen. Anschließend werden alle Komponenten mittels Rührreibschweißen oder Löten präzise zum Endprodukt verschweißt, um die Wärmeableitungseffizienz zu verbessern und einen stabilen Temperaturbetrieb des IGBTs sicherzustellen.
Bereitstellung von Lösungen zur thermischen Designanalyse für unsere Kunden
Unser Wärmetechniker bietet professionelle Designdienstleistungen für Flüssigkeitskühlplatten an und nutzt die leistungsstarke Ansys Icepack-Software für alle Vorarbeiten. Sobald der Kunde wichtige Parameter wie Leistung und Abmessungen des Chips, gewünschte Länge, Breite und Höhe der Flüssigkeitskühlplatte, Kühlmitteldurchflussrate, Temperatur und die spezifische Einsatzumgebung bekannt gibt, machen sich unsere Ingenieure sofort an die Arbeit. Wir erstellen zunächst detaillierte 3D-Modelle in der Software und führen eingehende thermische Analysen durch, um die Wärmeübertragungsdynamik gründlich zu verstehen. Basierend auf den Analyseergebnissen optimieren wir die Mikrokanalstruktur für maximale Wärmeableitungseffizienz. Unter Berücksichtigung der Leistungsanforderungen und unserer praktischen Fertigungskosten wählen wir sorgfältig das am besten geeignete Produktionsverfahren aus, um sicherzustellen, dass das endgültige Design für unsere Kunden nicht nur hocheffektiv, sondern auch kosteneffizient ist.
Stellen Sie die Zuverlässigkeit der Flüssigkeitskühlplatte sicher.
Nach Abschluss der Produktion führen wir eine Reihe umfassender Dichtheitsprüfungen durch, die auf das jeweilige Kundenprodukt zugeschnitten sind. Normalerweise verdoppeln wir den tatsächlichen Betriebsdruck der Wasserpumpe im Flüssigkeitskreislauf des Kunden. Beträgt der Druck der Wasserpumpe des Kunden beispielsweise 0.7 Megapascal, führen wir einen 30- bis 45-minütigen Druckhaltetest bei einem Druck von etwa 1.5 Megapascal durch. Um die Genauigkeit der Prüfung zu gewährleisten, setzen wir verschiedene Prüfmethoden ein. Die Lufterkennung hilft, größere Leckstellen schnell zu erkennen, die Heliumerkennung liefert hochpräzise Ergebnisse, und selbst kleinste Defekte lassen sich präzise lokalisieren. Die Flüssigkeitskreislaufprüfung simuliert die tatsächliche Nutzungsumgebung und stellt sicher, dass der Strömungskanal der Flüssigkeitskühlplatte in verschiedenen Situationen dicht ist.
