微通道液冷技術(shù)讓PCB熱密度突破15W/cm2
面對 5G 基站、AI 服務(wù)器等高功率設(shè)備的散熱挑戰(zhàn),微通道液冷技術(shù)正成為線路板熱管理的顛覆性解決方案。通過在 PCB 內(nèi)部集成微米級流體通道,配合高導(dǎo)熱基材(導(dǎo)熱系數(shù) > 10W/(m?K)),該技術(shù)可將熱密度提升至 15W/cm2 以上,較傳統(tǒng)風(fēng)冷方案散熱效率提高 5 倍,設(shè)備壽命延長 3 倍。
傳統(tǒng)散熱方法(如加散熱銅箔、熱過孔)受限于空氣導(dǎo)熱性能低和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,難以應(yīng)對大功率器件的集中發(fā)熱。而微通道液冷技術(shù)通過在多層板層間嵌入銅柱陣列或微流體通道,使冷卻液(如水或相變材料)在通道內(nèi)循環(huán)流動,直接帶走熱源熱量。例如,某 5G AAU 天線板采用納米填充膠膜(導(dǎo)熱系數(shù) 8W/(m?K))和微通道設(shè)計(jì)后,工作溫度從 85°C 降至 50°C 以下,信號傳輸穩(wěn)定性明顯提升。
材料與工藝的協(xié)同創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的關(guān)鍵。研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)制作微通道基板,通過激光鉆孔和金屬化工藝實(shí)現(xiàn)通道與電路的無縫集成。同時(shí),開發(fā)出介電 - 導(dǎo)熱一體化材料(目標(biāo) Df<0.001 且導(dǎo)熱系數(shù)> 10W/(m?K)),在保證信號完整性的同時(shí)提升散熱能力。智能化控制方面,AI 算法實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度分布并調(diào)整冷卻液流量,使設(shè)備在不同負(fù)載下均能保持比較好散熱狀態(tài)。
該技術(shù)已在 5G 基站、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用。某頭部通信設(shè)備商的 28GHz Massive MIMO 天線陣列,采用微通道液冷技術(shù)后,插損降低 15%,支持 10Gbps 傳輸速率,且設(shè)備故障率下降 60%。隨著 800V 高壓平臺和固態(tài)電池的普及,新能源汽車電控系統(tǒng)對散熱的要求將進(jìn)一步提升,微通道液冷技術(shù)有望成為下一代車載 PCB 的標(biāo)配。