Пашыраныя рашэнні для вадкаснага астуджэння

У сучасных высокапрадукцыйных электронных і вылічальных асяроддзях кіраванне тэмпературай мае вырашальнае значэнне. Вадкія халодныя пласціны забяспечваюць эфектыўнае рашэнне для адводу цяпла ад працэсараў, графічных працэсараў, сілавой электронікі і іншых кампанентаў з высокай тэмпературай. У Kingka мы спецыялізуемся на халодных пласцінах на заказ, прапаноўваючы індывідуальныя рашэнні для шырокага спектру прымянення. У гэтым артыкуле разглядаюцца чатыры асноўныя тыпы вадкіх халодных пласцін — вадкія халодныя пласціны FSW, трубчастыя вадкія халодныя пласціны, паяныя вадкія халодныя пласціны і вадзяны блок працэсара — ахопліваючы іх прынцыпы працы, вытворчыя працэсы, матэрыялы, кошт, перавагі і ідэальнае прымяненне.

1. вадкая халодная пласціна FSW

прынцып працы

У дэталях FSW, вырабленых з выкарыстаннем вадкаснай халоднай пласціны, выкарыстоўваецца цвёрдафазная зварка, у прыватнасці, зварка трэннем з перамешваннем (FSW), для стварэння інтэграваных астуджальных каналаў унутры металічнага блока. Цяпло, якое выпрацоўваецца электронікай, перадаецца непасрэдна ў аснову халоднай пласціны, а затым падаецца астуджальнай вадкасці, якая працякае праз унутраныя каналы. Такая канструкцыя забяспечвае высокую цеплавую эфектыўнасць і механічную цэласнасць.

вытворчы працэс

Тыповыя этапы вытворчасці халодных пліт FSW на заказ:

1. праектаванне і апрацоўка ўнутранай геаметрыі каналаў у алюмініевых або медных блоках на станках з ЧПУ (апрацоўка вадкаснай халоднай пласцінай на станках з ЧПУ).

2. падрыхтоўка паверхні да зваркі, забеспячэнне роўнасці і чыстых інтэрфейсаў.

3. зварка трэннем з перамешваннем накладных пласцін для ўтварэння герметычных каналаў.

4. праверка герметычнасці, праверка ціску і праверка патоку.

5. дадатковая пасляапрацоўка: аздабленне паверхні, наразанне разьбы ў партах і пакрыццё.

матэрыялы

• алюмініевыя сплавы (напрыклад, 6061, 7075) для лёгкіх пласцін з высокай праводнасцю.

• медзь для максімальнай цеплавой прадукцыйнасці ў прымяненнях з высокай цеплаізаляцыйнай шчыльнасцю.

час і кошт дастаўкі

Халодныя пліты FSW патрабуюць спецыяльнага абсталявання і дакладнай апрацоўкі на станках з ЧПУ. Тэрмін выканання вырабу прататыпаў і невялікіх партый складае ад 4 да 8 тыдняў, прычым кошт адзінкі вышэйшы, чым у стандартных паяных пліт, але яны забяспечваюць найлепшыя характарыстыкі і структурную цэласнасць.

перавагі і недахопы

перавагі:

• высокая цеплаправоднасць і раўнамернае астуджэнне

• высокая механічная цэласнасць дзякуючы цвёрдафазнай зварцы

• падыходзіць для складаных геаметрычных формаў

недахопы:

• больш высокі кошт адзінкі

• больш працяглы час выканання прататыпаў

• патрабуе пашыраных магчымасцей ЧПУ і FSW

2. трубкавая вадкасная халодная пласціна

прынцып працы

У трубчастых дэталях з вадкім халодным астуджэннем выкарыстоўваюцца ўбудаваныя трубкі — часта з медзі або алюмінію — для цыркуляцыі астуджальнай вадкасці. Цяпло перадаецца ад асновы да сценак трубкі, а затым у вадкасць. У некаторых канструкцыях выкарыстоўваецца эпаксідная смала або іншыя напаўняльнікі (вытворчасць вадкіх халодных пліт з эпаксіднай смалой для напаўнення) для паляпшэння цеплавога кантакту і структурнай падтрымкі.

вытворчы працэс

1. згінайце медныя або алюмініевыя трубкі па патрэбных змеепадобных або прамых узорах.

2. падрыхтуйце асноўную пласціну з пазамі або прарэзамі для размяшчэння труб.

3. Убудаваць трубкі ў аснову з дапамогай эпаксіднай смалы або механічнага мацавання (запаўненне эпаксіднай смалой вадкай халоднай пласцінай).

4. запячатаць адтуліны і правесці праверку на герметычнасць.

матэрыялы

• медныя трубкі для найлепшай праводнасці (часткі з меднымі трубкамі для халоднай вадкасці)

• алюмініевыя трубы для лёгкіх і эканамічна адчувальных прымяненняў

час і кошт дастаўкі

Трубчастыя халодныя пліты простыя ў вытворчасці і эканамічна выгадныя для заказаў малога і сярэдняга аб'ёму. Тэрмін выканання звычайна складае 2–6 тыдняў у залежнасці ад індывідуальнасці і зацвярдзення эпаксіднай смалы.

перавагі і недахопы

перавагі:

• нізкі кошт і хуткая вытворчасць

• гнуткія трубчастыя канструкцыі для розных геаметрый

• падыходзіць для прымянення з нізкім і ўмераным цеплавым патокам

недахопы:

• ніжэйшая цеплавая эфектыўнасць у параўнанні з пласцінамі, апрацаванымі на станках з ЧПУ або пласцінамі, атрыманымі з дапамогай FSW

• цеплавая аднастайнасць можа быць менш ідэальнай

• Эпаксідная смала можа разбурацца пры працяглым уздзеянні высокіх тэмператур

3. паяная вадкасная халодная пласціна

прынцып працы

Паяныя сістэмы вадкаснага астуджэння выкарыстоўваюць вакуумную пайку для злучэння асноўнай пліты і вечка з унутранымі астуджальнымі каналамі. Цяпло падаецца непасрэдна ў каналы, а паяныя злучэнні забяспечваюць герметычнасць і высокую здольнасць вытрымліваць ціск.

вытворчы працэс

1. кампаненты штампа або асновы машыны і вечка.

2. нанесці прыпой або пасту на кантактныя паверхні (вакуумная пайка вадкай халоднай пласцінай, вакуумная пайка халоднай пласціны).

3. скласці і выраўнаваць зборку.

4. выконваць вакуумную пайку ў кантраляванай печы.

5. праводзіць выпрабаванні пад ціскам, выпрабаванні на цякучасць і аздабленне паверхні.

матэрыялы

• алюмініевыя сплавы для лёгкіх прымяненняў з вялікімі аб'ёмамі

• медзь для прымянення, якія патрабуюць максімальнай цеплавой эфектыўнасці (дэталі з медных трубак, халодных пласцін, вадкаснага пакрыцця)

час і кошт дастаўкі

Паяныя халодныя пласціны эканамічна выгадныя для вытворчасці сярэдніх і вялікіх аб'ёмаў. Тэрміны выканання заказаў вар'іруюцца ад 3 да 8 тыдняў у залежнасці ад памеру партыі і складанасці. Кошт адзінкі ўмераны, з выдатнай маштабаванасцю.

перавагі і недахопы

перавагі:

• высокая надзейнасць і герметычная канструкцыя

• добрыя цеплавыя характарыстыкі

• падыходзіць для вытворчасці ад сярэдняга да вялікага аб'ёму

недахопы:

• абмежаваная гнуткасць геаметрыі канала

• не ідэальна падыходзіць для вельмі малых аб'ёмаў заказных прататыпаў

4. вадзяны блок працэсара

прынцып працы

Вадзяныя блокі працэсара непасрэдна кантактуюць з крышталем працэсара або відэакартай, перадаючы цяпло ў мікраканалы або масівы рэбраў. Астуджальная вадкасць працякае праз гэтыя каналы для эфектыўнага рассейвання цяпла. Сярод папулярных канструкцый - халодная пласціна для відэакарты, халодная пласціна Birch Stream і халодная пласціна Eagle Stream, кожная з якіх аптымізавана для пэўных схем цеплавога патоку.

вытворчы працэс

1. Мікраканалы або масівы рэбраў з медзі або алюмінію на станках з ЧПУ.

2. прымацуйце вечкавую пласціну з дапамогай паяння, прыпою або механічнага сціскання.

3. правесці выпрабаванне ціскам і праверку расходу.

4. дадатковае пакрыццё (нікель або іншыя пакрыцці) для ўстойлівасці да карозіі.

матэрыялы

• медзь для высокай цеплаправоднасці

• алюміній для лёгкіх і эканамічна адчувальных блокаў

час і кошт дастаўкі

Выраб прататыпаў і невялікіх партый для высокакваліфікаваных водных блокаў працэсара звычайна займае ад 2 да 6 тыдняў. Кошт за адзінку вышэйшы з-за дакладнай апрацоўкі на станках з ЧПУ і складанасці мікраканалаў.

перавагі і недахопы

перавагі:

• выдатнае лакалізаванае адвядзенне цяпла

• можа быць адаптаваны для працэсараў, графічных працэсараў або заказной электронікі

• высокая прадукцыйнасць для вылічэнняў з высокай шчыльнасцю

недахопы:

• высокі кошт вытворчасці пры малых аб'ёмах

• складаная канструкцыя патрабуе кваліфікаваных ведаў аб станках з ЧПУ і тэрмічнай апрацоўцы

параўнальны звод

картаграфаванне прыкладанняў

• FSW вадкая халодная пласціна: магутныя паскаральнікі штучнага інтэлекту/графічнага працэсара, кампактныя прылады форм-фактару

• трубчастая вадкасная халодная пласціна: прамысловае астуджэнне, недарагія сістэмы вадкаснага астуджэння, невялікія ўбудаваныя прылады

• паяная вадкасная халодная пласціна: серверныя стойкі, тэлекамунікацыйнае абсталяванне, прымяненне з умеранай шчыльнасцю цяпла

• Вадзяны блок працэсара: настольныя працэсары, высокакласныя відэакарты, электроніка на заказ, гульні або працоўныя станцыі

тэндэнцыі і будучыя напрамкі

• гібрыдная вытворчасць: спалучэнне апрацоўкі на станках з ЧПУ, апрацоўкі без прасавання і пайкі для аптымальных цеплавых і механічных характарыстык.

• Мікраканальныя пласціны высокай шчыльнасці: павышэнне цеплавой эфектыўнасці ў кампактных прымяненнях штучнага інтэлекту/графічнага працэсара.

• 3D-друк і адытыўная вытворчасць: індывідуальныя ўнутраныя геаметрыі для прататыпаў і вытворчасці невялікіх серый.

• перадавыя тэхналогіі герметызацыі: вакуумная пайка, тэрмапрацэсарная пайка і запаўненне эпаксіднай смалой для надзейнай і герметычнай працы.

• інавацыйныя матэрыялы: інтэграцыя гібрыдных медна-алюмініевых структур для эканамічна эфектыўных высокіх цеплавых характарыстык.

часта задаваныя пытанні

q1: which cold plate offers the best цеплавыя характарыстыкі?
a1: вадзяны блок працэсараs and вадкая халодная пласціна FSWs offer the высокіest thermal efficiency due to optimized microchannels and solid-state welded structures.

q2: which тып халоднай пліты is fastest for prototyping?
a2: трубка вадкаснай халоднай пласціны and cnc вадкая халодная пласціна FSW designs can be rapidly produced without expensive molds.

q3: can brazed cold plates handle высокі-pressure coolants?
a3: yes. vacuum brazed cold plates are leak-proof and can withstand высокі-pressure applications commonly found in data centers.

q4: should i choose copper or aluminum?
a4: copper provides superior thermal conductivity for высокі heat flux applications. aluminum offers нізкіer weight and кошт, suitable for нізкі to сярэдні heat flux requirements.