Hướng dẫn gia công CNC hoàn chỉnh cho tấm lạnh chất lỏng máy chủ Tại sao đây là những thành phần nhiệt thách thức nhất

Vào năm 2024, thị trường làm mát trung tâm dữ liệu toàn cầu đã vượt qua20 tỷ USDvà dự kiến sẽ đạt48 tỷ USD vào năm 2030.

Động lực duy nhất đằng sau sự tăng trưởng này làTăng bùng nổ tiêu thụ năng lượng máy chủ AI.

• Sức mạnh máy chủ truyền thống: 300 ∼ 500 W
• NVIDIA H100 máy chủ GPU:10,000 W+ mỗi đơn vị
• Giới hạn làm mát không khí: ~ 1.000 W/U
• Khả năng làm mát bằng chất lỏng:5,00020,000 W/Udễ xử lý

Việc làm mát bằng không khí đã đạt đến giới hạn vật lý của nó.

CNC gia công các tấm lạnh lỏng là một trong những thành phần khó khăn nhất mà Trumony đã làm chủ trong hơn 19 năm.

Bài viết này phân tích một cách có hệ thống logic gia công CNC cho các tấm lạnh lỏng máy chủ từ thiết kế cấu trúc và lựa chọn vật liệu đến các thách thức xử lý và kiểm soát chất lượng.

AĐĩa lạnh chất lỏng (LCP)là một tấm kim loại với các kênh dòng chảy bên trong. chất làm mát (nước, water-glycol hoặc chất lỏng đặc biệt) lưu thông bên trong để loại bỏ nhiệt từ CPU, GPU, mô-đun điện và các nguồn nhiệt khác.

Hai số liệu này bị hạn chế lẫn nhau: các microchannel dày đặc hơn làm giảm sức đề kháng nhiệt nhưng làm tăng đáng kể giảm áp suất, đòi hỏi các máy bơm mạnh hơn.

Độ chính xác gia công CNC quyết định trực tiếp liệu các mục tiêu này có đạt được hay không.

Giải pháp CNC phổ biến nhất. Các kênh dòng chảy được nghiền trực tiếp vào các tấm nhôm hoặc đồng, sau đó được niêm phong bằng tấm nắp thông qua hàn hoặc liên kết khuếch tán.

• Ưu điểm: linh hoạt thiết kế, thân thiện với tùy chỉnh, độ chính xác cao
• Kích thước kênh điển hình: chiều rộng 1 ¢5 mm, độ sâu 1 ¢10 mm
• Thách thức CNC: độ dọc của tường bên cực kỳ cao cho tỷ lệ chiều sâu-trường kính lớn

Chiều rộng kênh< 1 mm, xuống đến 0,2 ∼ 0,5 mm, được sử dụng rộng rãi trong GPU cao cấp và bộ làm mát mô-đun điện.

• Ưu điểm: diện tích trao đổi nhiệt lớn, kháng nhiệt cực thấp
• Thách thức CNC: đòi hỏi các công cụ cực kỳ mỏng (0,3 ≈ 0,5 mm đường kính); kiểm soát rung động quan trọng
• Thiết bị: trung tâm gia công chính xác tốc độ cao, tốc độ trục> 20.000 vòng/giây

Các mảng chân dày đặc (chọn đường kính 1 ′′ 3 mm) được gia công trên tấm cơ sở; chất làm mát chảy xung quanh chân để tăng cường chuyển nhiệt hỗn loạn.

• Ưu điểm: hiệu quả truyền nhiệt cao hơn 20~40% so với các loại kênh với cùng một áp suất giảm
• Các quy trình: CNC hoặc EDM

Lớp nhôm gấp thành vây sau đó được hàn thành các kênh dòng chảy, phổ biến cho các mô-đun IGBT công suất cao.

• Vai trò CNC: chủ yếu là gia công khung
• Thách thức hàn:Tỷ lệ hư hỏng đồng hàn < 5%

• 6061‐T6: hiệu suất tổng thể tốt nhất, khả năng gia công tốt, rủi ro biến dạng thấp
• 6063-T5: cho ép; ưa thích cho các hồ sơ phức tạp
• 1060 Al tinh khiết: dẫn nhiệt cao nhất (> 200 W/m·K), sức mạnh thấp hơn; lý tưởng cho các ứng dụng tường mỏng, nhiệt cao

Tính dẫn nhiệt vượt trội; lý tưởng để tiếp xúc trực tiếp với chip lưu lượng nhiệt cao.

• Bottom (CPU/GPU contact): copper insert (max heat transfer)
• Khung chính: hợp kim nhôm (giảm trọng lượng)
• Kết nối: áp dụng áp dụng + mỡ nhiệt, hoặc dính phân tán

Độ dày tường thường0.8 ¢ 2 mm; dễ biến dạng do lực cắt.

Điều khiển Trumony:

• Thiết bị chuck chân không hoặc nhét hợp kim nóng chảy thấp để tránh biến dạng kẹp
• Chơi với0.3 mmTiền dự trữ; lão hóa tự nhiên 24 giờ trước khi hoàn thành
• Độ sâu cắt≤ 0,1 mm; tỷ lệ thức ăn giảm xuống còn 30% so với bình thường

• Các rãnh sâu:chất làm mát áp suất cao thông qua công cụ (> 30 bar)để ngăn chặn cắt lại chip
• Các kênh vi sóng: được chế biến trongXưởng làm việc nhiệt độ kiểm soát (± 1 °C)để loại bỏ biến dạng nhiệt

Độ phẳng của bề mặt niêm phong cơ sở và nắp ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống rò rỉ.

Khả năng Trumony:phẳng0.005 mmsau khi nghiền chính xác, đáp ứng các yêu cầu liên kết phân tán.

Cổng đầu vào / đầu ra sử dụng các sợi NPT / G (BSPP) hoặc các đầu nối nhanh tùy chỉnh với các yêu cầu chính xác chặt chẽ.

Không cho phép chip ở bên trong các kênh dòng chảy (nguy cơ làm hỏng máy bơm hoặc tắc nghẽn microchannel).

Quá trình làm sạch Trumony:

1. Làm sạch siêu âm (40 kHz, 15 phút)
2. Xóa không khí áp suất cao (0,5 MPa, chu kỳ tất cả các cổng)
3. Rửa nước phi ion hóa
4. Kiểm tra nội soi
5. Thử nghiệm áp suất (2x áp suất làm việc, giữ 30 phút)

Khám phá rò rỉ bằng quang phổ khối helium:< 1 × 10−9 Pa·m3/s

Khối nhiệt + cảm biến nhiệt độ để xác minh hiệu suất kháng nhiệt.

Bộ đo lưu lượng + cảm biến áp suất khác nhau để xác nhận không bị tắc hoặc biến dạng trong các kênh bên trong.

• 22 năm chuyên môn máy CNC chính xác
• Quá trình đầy đủ: CNC mài → làm sạch → hàn chân không / FSW → xử lý bề mặt → thử nghiệm
• Độ chính xác microchannel, độ phẳng cao, không rò rỉ, độ sạch cao
• Phục vụ máy chủ làm mát, điện tử công nghiệp, các khách hàng thiết bị y tế ở Mỹ, Đức và toàn cầu
• 

• Máy chủ AI & máy tính hiệu suất cao (HPC)
• Hệ thống làm mát chất lỏng trung tâm dữ liệu
• Điện tử năng lượng EV & quản lý nhiệt pin
• Các mô-đun điện công nghiệp & thiết bị y tế

1. Làm mát trực tiếp bằng chất lỏng (DLC)

   Chất làm mát được chuyển trực tiếp đến mặt sau chip; kháng nhiệt giảm bằng>50%.

2. Làm mát hai giai đoạn

   Thay đổi pha chất lỏng thành hơi hấp thụ nhiệt; hiệu quả3×5 ×làm mát bằng chất lỏng một pha.

3. Làm mát ngâm

   Toàn bộ máy chủ chìm trong chất lỏng dielektr; chế biến chính xác của các bộ phân phối nội bộ vẫn rất quan trọng.

✅Khả năng kiểm tra rò rỉ

Phải có thiết bị thử nghiệm kín không khí; quang phổ khối heli được ưa thích cho các ứng dụng cao cấp.

✅Độ chính xác microchannel

Yêu cầu xác minh chiều rộng kênh (dữ liệu SPC);Cpk ≥ 1.33.

✅Kiểm soát sự sạch sẽ nội bộ

Làm sạch siêu âm hoàn chỉnh + kiểm tra nội soi với hồ sơ có thể truy xuất.

✅Khả năng hàn

Đối tác nội bộ hoặc ổn định cho hàn hàn nhôm / hàn xoắn ma sát.

✅Khả năng thử nghiệm nhiệt

Có thể cung cấp dữ liệu kháng nhiệt được xác minh.

Một tấm lạnh chất lỏng có thể trông giống như một tấm kim loại rãnh đơn giản, nhưng nó tích hợp khoa học vật liệu, cơ học chất lỏng, sản xuất chính xác và kiểm soát chất lượng.

Với sự mở rộng nhanh chóng của cơ sở hạ tầng máy tính AI, đĩa lạnh lỏng sẽ là một trong những loại thành phần chính xác phát triển nhanh nhất trong năm năm tới.

Trùm19 năm tập trung vào gia công CNC chính xác cung cấp sản xuất đĩa lạnh lỏng tùy chỉnh cho máy chủ làm mát, điện tử công nghiệp và các khách hàng thiết bị y tế trên toàn thế giới.