Công nghệ tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng in 3D vi dòng

IQ Evolution là một doanh nghiệp chuyên nghiệp phát triển và sản xuất các thành phần hình học và vi cấu trúc phức tạp dựa trên công nghệ in 3D kim loại. Họ tập trung vào việc thiết kế các bộ tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng tiên tiến có hiệu suất làm mát cao, đồng thời có trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ. Những bộ tản nhiệt này thường được ưu tiên làm mát cho xe điện và các thiết bị điện tử công suất.

Để giải quyết nút thắt tản nhiệt của các thiết bị bán dẫn hiệu suất cao, hãy phát triển các bộ tản nhiệt vi mô cho công nghệ in 3D, như làm mát cho bao bì TO, làm mát mô-đun, làm mát bằng diode laser công suất cao, v.v. Trong một không gian rất nhỏ, những vi nhiệt này các bồn rửa có mật độ thông lượng nhiệt hàng trăm W/cm2 được sử dụng để đối phó với lượng nhiệt khổng lồ do chất bán dẫn điện tạo ra.

Bộ tản nhiệt bằng thép không gỉ dành cho in 3D đã được đưa vào phòng thí nghiệm phát triển điện tử, hiệu suất làm mát và công suất làm mát của nó rất ấn tượng trong ứng dụng chất bán dẫn điện cacbua silic. Các thành phần SiC này có thể truyền tải công suất rất cao với hiệu suất từ ​​97% đến 99%, nhưng chúng chỉ có thể ổn định và thiết thực sau khi loại bỏ hạn chế tản nhiệt do mất điện. Tại thời điểm này, khả năng tản nhiệt đáng tin cậy sẽ quyết định hiệu suất của các thiết bị điện tử công suất.

Bộ tản nhiệt siêu nhỏ được in 3D có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy và tiết kiệm không gian để làm mát chip xử lý đồ họa dữ liệu cảm biến xe (SoC) mà không cần mở rộng đáng kể vỏ thiết bị.

Việc đánh giá giá tản nhiệt in 3D đòi hỏi phải xem xét mức độ tích hợp toàn bộ hệ thống. Thông thường, do áp dụng các sơ đồ làm mát hiệu quả hơn, các thiết bị bán dẫn đắt tiền có thể được giảm bớt khi thiết kế cho phép. Giải pháp của IQ Evolution là Sử dụng tản nhiệt siêu nhỏ có khả năng làm mát hai mặt, công suất làm mát một mặt là 700 W và công suất làm mát hai mặt là 1,4 kW. Khi sử dụng mô-đun Semitop do nhà sản xuất Semikron sản xuất, chỉ cần đặt 3 IQ Bigs 53 trên 6 mô-đun để cung cấp công suất làm mát cần thiết cho công suất đầu ra 210 kW. Khối lượng tổng thể của hệ thống đã giảm đáng kể, với trọng lượng giảm khoảng 20 lần từ khoảng 10 kg xuống dưới 500 gam, khiến hệ thống này có ưu điểm cao trong các ứng dụng nhạy cảm với trọng lượng.

Theo yêu cầu của giải pháp, các kim loại và hợp kim kim loại khác nhau có thể được sử dụng để làm bộ tản nhiệt trong quá trình in 3D. Các yêu cầu về khả năng chịu nhiệt, độ dẫn nhiệt, khả năng làm mát, độ giãn nở nhiệt hoặc độ dẫn điện quyết định việc lựa chọn vật liệu tản nhiệt. Nếu cần thiết, có thể sử dụng các hợp kim đặc biệt hoặc phát triển các kết hợp kim loại mới hoặc có thể sản xuất các thành phần hỗn hợp gồm nhiều vật liệu.