液体コールドプレート
高出力チップの熱問題を解決するデバイスコンポーネントです。循環冷媒を利用して、高出力コンポーネントから効率的に熱を除去し、伝達します。最適化された流路設計により、均一な冷却が確保され、システムの信頼性が向上し、機器の寿命が延びます。
液体冷却プレートとは何ですか？
液体コールドプレートは、従来の放熱方法の限界を打ち破る革新的な熱管理ツールです。固体材料の熱伝導率という固有のボトルネックを克服し、精密な内部流体ネットワークを構築することで、熱伝達を単一の固体伝導モードから固体と液体の結合を組み合わせた複合放熱モードへと変換します。その設計の核心は、流体力学の精緻な応用にあります。流路の曲がりくねったレイアウト、正確な開口部サイズ、そして乱流構造の設計はすべて、冷却剤と壁面の接触面積を最大化することを目指しています。同時に、流体が低抵抗条件下で効率的な熱交換を実現することを保証します。
この放熱ソリューションは、電力密度が飛躍的に増加している現代のデバイスに特に適しています。チップやバッテリーなどのコアコンポーネントから発生する熱が、まるで集中した熱源が噴出するような状況では、液体コールドプレートがインテリジェントな温度管理装置のように機能します。冷媒の循環を通して、熱を素早く捕捉・分散させ、温度変動を極めて小さな範囲内に抑えます。さらに注目すべきは、液体コールドプレートが様々なアプリケーションシナリオに合わせてカスタマイズできることです。小型電子部品からメガワットレベルのエネルギー貯蔵システムまで、流路トポロジー、冷媒の種類、循環圧力を調整することで、差別化された放熱要件を満たし、高出力機器の安定稼働を支える信頼性の高い熱保護バリアを構築します。
FSW液体冷却プレート
ろう付け液冷却プレート
丸管液体冷却プレート
押し出し成形された液体冷却プレート
深穴掘削液冷却プレート
丸管液体冷却プレート
顧客に適した液体冷却プレートを製造するにはどうすればよいでしょうか?
チップの電力サイズ、特定の熱放散指標などの実際のアプリケーション要件に基づいて、液体冷却プレートのサイズと形状、および内部のマイクロチャネルとフローチャネルのレイアウトを正確に決定する必要があります。コンピュータ支援設計ソフトウェアを使用して3Dモデリングを行い、熱ソリューションを実行し、数値流体力学シミュレーションを通じて継続的に最適化することで、冷却剤が均一に流れ、渦を回避し、最高の放熱効果を実現します。
液体冷却プレートの製造においては、適切なプロセスを選択することが重要です。出力が1キロワット未満のチップは発熱量が比較的少ないため、シンプルな流路設計で放熱要件を満たすことができます。このような液体冷却プレートは、CNC加工によってシンプルな流路を直接成形できます。あるいは、銅管やステンレス鋼管を曲げて液体冷却プレートの底部に埋め込む方法もあります。これらのXNUMXつのプロセスはシンプルで信頼性が高く、コストを効果的に抑制できます。
高出力IGBTデバイスは、多くの場合3000ワットを超え、大量の熱を発生します。一般的な単純な流路や加工方法では、放熱効果を確保することが困難です。これらのデバイスでは、液体冷却プレートとチップの接触部分の流路に微細加工を施す必要があります。通常、スカイブフィン加工を用いて局所的に微細な流路構造を加工します。その後、摩擦攪拌接合またはろう付け技術を用いて各部品を精密に溶接し、最終製品を形成します。これにより、放熱効率が向上し、IGBTが安定した温度で動作することが保証されます。
お客様に熱設計解析ソリューションを提供します
弊社の熱エンジニアは、強力なAnsys Icepackソフトウェアを活用し、あらゆる予備設計作業において専門的な液体冷却プレート設計サービスを提供しています。お客様からチップの電力と寸法、液体冷却プレートの希望長さ、幅、高さ、冷却剤の流量、温度、具体的な使用環境などの重要なパラメータをご提供いただければ、弊社のエンジニアはすぐに作業を開始します。まずソフトウェアで詳細な3Dモデルを作成し、徹底的な熱解析を実施して熱伝達のダイナミクスを徹底的に理解します。解析結果に基づき、マイクロチャネル構造を最適化し、放熱効率を最大限に高めます。性能要件と実際の製造コストの両方を考慮し、最適な製造プロセスを慎重に選定することで、最終設計がお客様にとって非常に効果的であるだけでなく、コスト効率も高いものとなるよう努めています。
液体冷却プレートの信頼性を確保します。
生産が完了すると、お客様の製品に合わせて調整された一連の包括的なリークテストを実施します。通常、お客様の液体冷却循環システムの水ポンプの実際の使用圧力の0.7倍になります。たとえば、お客様の水ポンプの圧力が30メガパスカルの場合、約45メガパスカルの圧力で1.5〜XNUMX分間の圧力保持テストを実施します。テストの精度を確保するために、さまざまなテスト方法を採用しています。空気検出は大きな漏れポイントを迅速に検出するのに役立ち、ヘリウム検出は高精度の結果を提供し、最小の欠陥でも正確に見つけることができます。液体循環テストは実際の使用環境をシミュレートし、さまざまな状況で液体冷却プレートの流路が漏れないことを保証します。
