С растущим применением высокомощных лазеров, радиочастотных устройств и высокоскоростных оптоэлектронных модулей в таких отраслях, как производство, связи и здравоохранение, управление теплом стало критическим узким местом, влияющим на производительность и надежность систем. Традиционные методы охлаждения становятся все более неадекватными перед лицом растущей плотности мощности. В последние годы микроканальное охлаждение стало высокоэффективным решением для активного охлаждения, играющим ключевую роль в преодолении этих проблем.

1. Что такое микроканальное охлаждение?
Микроканальное охлаждение относится к технологии изготовления микронных канальных структур внутри охлаждающей подложки, обычно изготовленной из медных или керамических материалов. Охладительная жидкость (например, деионизированная вода или растворы на основе гликоля) течет через эти каналы, эффективно передавая тепло с поверхности устройства через теплообмен жидкостью на твердое тело. Эти каналы обычно варьируются от десятков до нескольких сотен микрометров в ширину, отсюда и название «микроканал».

2. Преимущества микроканального охлаждения
По сравнению с обычными методами, такими как воздушное охлаждение или стандартные пластины с водным охлаждением, микроканальная технология предлагает несколько заметных преимуществ:

①  Чрезвычайно высокая эффективность теплопередачи:

Большое соотношение площади поверхности к объему микроканалов значительно улучшает теплопроводство и конвекцию, позволяя скорости рассеивания тепла в несколько сотен ватт на квадратный сантиметр и более.

②  Отличная равномерность температуры:

Поток жидкости в микроканалах позволяет равномерно распределять тепло, помогая избежать локализованных горячих точек.

③  Компактная структура:

Микроканальные охлаждатели могут быть интегрированы непосредственно в упаковку устройства, экономяя место и поддерживая компактную конструкцию системы.

④  Подгоняемый дизайн:

Форма канала, количество и скорость потока могут быть настроены, чтобы соответствовать тепловому профилю устройства.

3. Типичные приложения микроканального охлаждения
Микроканальное охлаждение демонстрирует уникальные преимущества в различных устройствах высокой мощности или высокого теплового потока:

①  Лазерные массивы высокой мощности (например, лазерные штрихи):

Помогает поддерживать температурную стабильность чипа, улучшая оптическую выходную мощность и качество луча.

②  Модули оптической связи (например, усилители EDFA):

Обеспечивает точное тепловое управление и продлевает срок службы устройства.

③  Силовая электроника (например, модули IGBT, RF-усилители):

Предотвращает перегрев при высоких нагрузках, повышая надежность системы.

④  Медицинские и промышленные системы лазерной обработки:

Обеспечивает тепловую стабильность и точность обработки во время непрерывной работы.

4. Ключевые соображения в микроканальной конструкции охлаждателя
Успешная микроканальная система охлаждения требует комплексных соображений по проектированию:

①  Геометрия канала:

Такие варианты, как прямые, змейные или поэтапные каналы, должны соответствовать распределению теплового потока устройства.

②  Выбор материала:

Высокопроводные материалы (такие как медь или керамические композиты) способствуют быстрой теплопередаче и коррозионной устойчивости.

③  Оптимизация динамики жидкости:

Скорость потока, падение давления и тип охлаждающей жидкости должны сбалансировать тепловые характеристики с потреблением энергии.

④  Точность изготовления и уплотнение:

Микроканальное изготовление требует высокой точности, и эффективное уплотнение имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной надежности.

5. Резюме
Микроканальное охлаждение быстро становится основным решением для теплового управления электронными устройствами высокой мощности, особенно в приложениях, требующих эффективного, компактного и точного охлаждения. С постоянным прогрессом в упаковке и производственных технологиях микроканальные решения будут продолжать развиваться, повышая производительность устройств и более компактные системы.

6. О нас
Lumispot предлагает зрелые возможности проектирования и производства для микроканальных решений для охлаждения, мы стремимся предоставить клиентам эффективную и надежную поддержку теплового управления, чтобы помочь устройствам работать наилучшим образом. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о проектировании и применении микроканальных охлаждающих решений.