Mikrokanálová kapalinou chlazená deska s termálními roztoky v parní komoře
S rychlým rozvojem komunikační techniky neustále roste také tepelný výkon elektronických zařízení. Spotřeba energie každé vyvíjející se generace produktů se zvyšuje asi o 30 % až 50 %. Neustálé zvyšování hustoty tepelného toku čipu přímo omezuje odvod tepla čipu a spolehlivost. Počítačová učebna zároveň kvůli vysoké spotřebě a nedostatečné kapacitě stávající počítačové učebny čelí značnému tlaku na napájení a odvod tepla. Tradiční vzduchové chlazení je obtížné udržet kvůli vysokému hluku rozptylu tepla, vysoké spotřebě energie a velké ploše.
V této souvislosti se objevila kapalinou chlazená datová centra se servery chlazenými kapalinou a dalším vybavením, která poskytují nová řešení pro chlazení a odvod tepla datových center. V rychle se rozvíjející technologii nepřímého kapalinového chlazení je kapalinová chladicí deska hlavní součástí jednofázového nebo dvoufázového systému kapalinového chlazení. Elektronické součástky jsou připevněny k povrchu kapalinové chladicí desky a teplo elektronických součástek je přenášeno na kapalinovou chladicí desku vedením tepla. Kapalinová chladicí deska a pracovní tekutina podléhají silnému a účinnému přenosu tepla konvekcí.
Tepelný výkon čipu souvisí s životností zařízení. Podle výsledků výzkumu je poruchovost elektronických součástek v komunikační oblasti exponenciálně úměrná teplotě, přičemž rychlost poruchovosti se zdvojnásobuje s každým zvýšením teploty o 10 °C. Ve srovnání s tradičním chlazením nuceným vzduchem má technologie chlazení kapaliny lepší účinek odvodu tepla a kratší cestu pro odvod tepla. Jako nově vznikající a účinná metoda odvodu tepla může efektivněji řešit problémy operátorů, pokud jde o aplikaci zařízení s vysokou spotřebou energie a vysokým tepelným tokem v počítačových místnostech. Navíc se zvýšením spotřeby energie zařízení a hustoty tepelného toku budou výhody technologie kapalinového chlazení, jako je silný odvod tepla, snížená hlučnost v místnosti a úspora zelené energie, výraznější.
Nový typ kompozitní mikrokanálové kapalinové chladicí desky parní komory. Ve srovnání s tradičními studenými deskami má účinnější schopnost odvodu tepla a je vhodnější pro řešení problémů s vysokou spotřebou energie a vysokým tepelným tokem. Kapalinová chladicí deska může být rozdělena na chladicí desku s frézovanou drážkou a chladicí desku s mikrokanály podle tvaru průtokového kanálu. Studená deska s frézovanou drážkou je vytvořena obráběním a vzhledem ke zpracovatelským omezením je její kapacita odvodu tepla přibližně 65 W/cm2. Mikrokanálová studená deska obvykle označuje studenou desku s kanálem o velikosti 10-1000 µm, která je převážně zpracovávána a formována procesem škrábání žeber a má kapacitu rozptylu tepla přibližně 80 W/cm2.
V oblasti komunikace s rozvojem digitalizace stále roste výpočetní výkon a stále roste hustota tepelného toku čipu. Očekává se, že výkonová hustota čipu přesáhne 100 W/cm2 do 3 let. Pro vysokou spotřebu energie a čipy s vysokým tepelným tokem již konvenční mikrokanálové studené desky nejsou schopny uspokojit potřeby rozptylu tepla. Aby se prolomilo úzké hrdlo rozptylu tepla, jsou VC a mikrokanálové kapalinou chlazené desky kombinovány, aby komplexně využily schopnost rychlého šíření tepla VC a schopnost přenosu tepla mikrokanálových kapalinou chlazených desek, čímž se řeší problém odvodu tepla čipů s vysokým tepelným tokem.
Pracovní princip kompozitní mikrokanálové kapalinové chladicí desky s stejnoměrnou teplotní deskou: Čip přenáší teplo na materiál rozhraní a dále na odpařovací povrch VC, přičemž využívá rovnoměrné teplotní charakteristiky VC k dosažení rychlé difúze nebo migrace tepla. Poté konvekční přenos tepla mezi pracovní tekutinou a studenou deskou nepřetržitě odebírá teplo generované čipem, čímž se dosahuje chlazení čipu s vysokým tepelným tokem.
