3D打印金刚石铜MLCP在AI热管理中应用


来源:www.188betkr.com 石语

[导读]中科粉研(河南)超硬材料有限公司董事长冯建伟报告

www.188betkr.com 讯随着电子元器件技术和微组装能力的迅速发展,机载电子设备朝着小型化、高性能、高集成度的方向发展,同时电子元器件发热功率和热流密度的不断增加,电子元器件的温度直接影响机载电子设备的可靠性,如何更加有效的控制电子元器件的温度成为提高机载电子设备可靠性的关键问题。微通道液冷板(MLCP)具有结构紧凑、换热效率高、质量轻、运行安全可靠等特点,它在微电子、航空航天、高温超导体冷却及其它一些对换热设备的尺寸和重量有特殊要求的场合中广泛使用。


微通道液冷板是一种革命性的芯片级集成散热技术,其核心是在芯片封装盖板或紧贴芯片表面的位置嵌入微米级冷却流道(通常宽度≤100μm,相当于头发丝直径级别),通过冷却液在这些微通道内的流动直接带走热量。这种技术的本质是消除传统“芯片-冷板”间的导热界面材料,大幅缩短散热路径,实现近乎“零距离”的高效散热效果。


微通道液冷板技术的出现带动了3D打印的新应用市场,3D打印是一种基于计算机3D模型数据逐层添加材料制造3D零件的过程。3D打印技术和微通道加工可谓是绝配,3D打印技术优势就在于可以做出更复杂、更精细的结构,也可以更灵活地优化冷板内部的流道,而且它的定制化能力也很强,不过目前3D打印技术在微通道冷板市场还属于一个前期研发阶段,主要还是打样和送样,而且制造效率和量产能量还是很有限。


3D打印微通道液冷板及内部通道


散热材料对微通道液冷技术也很重要。在封装级散热层面,芯片与基板间的热界面材料需具备超高导热性能和低界面热阻;在结构集成层面,液冷模组需采用钎焊、扩散接合等精密工艺,确保密封性和热传导效率;在系统级优化层面,冷板、均温板等组件需与相变材料、导热界面材料协同工作,形成完整散热链。金刚石/铜复合材料因兼具金刚石的超高导热性(可达2200 W/(m·K))和铜的良好可加工性,且热膨胀系数可调,成为新一代理想的热管理材料。目前市面金刚石铜产品多为传统的平面散热基板,而基于金刚石增材制造技术的铜制微通道液冷板方案,可一次成型TPMS晶格、微鳍片、湍流诱导结构等复杂几何形态,该方案能同步优化冷板的传热面积、流量、压降与热阻,从而实现传统手段无法企及的散热极限。


2025年11月5日,www.188betkr.com 将在河南?郑州举办“2025半导体行业用金刚石材料技术大会”。届时,来自中科粉研(河南)超硬材料有限公司董事长冯建伟将带来《3D打印金刚石铜MLCP在AI热管理中应用》的报告。报告将基于金刚石增材制造技术的铜制微通道液冷板MLCP方案进行分享交流。



个人简介


冯建伟,中南大学粉末冶金专业毕业,中欧国际商学院EMBA。30年从事超硬材料行业的技术研发生产和市场运营工作,积累了丰富的实践经验和对金刚石作为功能性材料应用的前瞻性洞见。主导团队完成了单晶金刚石DPC(直接镀铜)和AMB(活性钎焊)及3D打印铜基金刚石微流道异型散热器的开发,取得小规模化量产实用验证。积极推动金刚石散热基板在电子电力、功率器件、射频器件的产业化应用,对整个金刚石产业链的健康发展产生了积极广泛的影响。


参考来源:

赵亮等:3D打印微通道液冷板设计及实验研究

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