צלחת מקוררת נוזל מיקרו-ערוצית עם פתרונות תרמיים של תא אדים
עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית התקשורת, גם הכוח התרמי של מכשירים אלקטרוניים גדל כל הזמן. צריכת החשמל של כל דור מתפתח של מוצרים עולה בכ-30% עד 50%. העלייה המתמשכת בצפיפות שטף החום של השבב מגבילה ישירות את פיזור החום והאמינות של השבב. יחד עם זאת, בשל צריכת החשמל הגבוהה והקיבולת הבלתי מספקת של חדר המחשבים הקיים, חדר המחשבים מתמודד עם לחץ משמעותי על אספקת החשמל ופיזור החום. קירור אוויר מסורתי קשה לקיים בשל רעש פיזור החום הגבוה, צריכת האנרגיה הגבוהה וטביעת הרגל הגדולה שלו.
בהקשר זה, צצו מרכזי נתונים מקוררים בנוזל עם שרתים מקוררים בנוזלים וציוד אחר, המספקים פתרונות חדשים לקירור ופיזור חום של מרכזי נתונים. בטכנולוגיית הקירור הנוזל העקיף המתפתחת במהירות, לוחית הקירור הנוזלית היא מרכיב הליבה של מערכת קירור נוזל חד-פאזי או דו-פאזי. הרכיבים האלקטרוניים מחוברים לפני השטח של לוח הקירור הנוזל, והחום של הרכיבים האלקטרוניים מועבר ללוח הקירור הנוזל באמצעות הולכת חום. לוח הקירור הנוזלי ונוזל העבודה עוברים העברת חום הסעה חזקה ויעילה.
הביצועים התרמיים של שבב קשורים לתוחלת החיים של המכשיר. על פי תוצאות המחקר, שיעור הכשל של רכיבים אלקטרוניים בתחום התקשורת קשור באופן אקספוננציאלי לטמפרטורה, כאשר שיעור הכשלים מוכפל עבור כל עלייה של 10 מעלות צלזיוס בטמפרטורה. בהשוואה לקירור אוויר מאולץ מסורתי, לטכנולוגיית קירור נוזלי יש אפקט פיזור חום טוב יותר ונתיב פיזור חום קצר יותר. כשיטת פיזור חום מתפתחת ויעילה, היא יכולה לפתור בצורה יעילה יותר את נקודות הכאב של מפעילים בנוגע ליישום של צריכת חשמל גבוהה וציוד שטף חום גבוה בחדרי מחשב. בנוסף, עם הגדלת צריכת החשמל של הציוד וצפיפות שטף החום, היתרונות של טכנולוגיית קירור נוזלי כמו יכולת פיזור חום חזקה, רעש החדר מופחת ושימור אנרגיה ירוקה יהפכו לבולטים יותר.
סוג חדש של צלחת קירור נוזלית מיקרו-ערוצית מורכבת בחדר אדים. בהשוואה ללוחות קרים מסורתיים, יש לו יכולת פיזור חום יעילה יותר והוא מתאים יותר לפתרון בעיות של צריכת חשמל גבוהה ושטף חום גבוה של פיזור חום. ניתן לחלק את לוחית הקירור הנוזלית לצלחת קירור חריץ כרסום ולצלחת קירור מיקרו-ערוצית בהתאם לצורת תעלת הזרימה. הצלחת הקרה חריץ כרסום נוצרת על ידי עיבוד שבבי, ובשל מגבלות עיבוד, יכולת פיזור החום שלה היא כ-65 W/cm2. פלטה קרה מיקרו-ערוצית מתייחסת בדרך כלל לצלחת קרה בעלת גודל תעלה של 10-1000 מיקרומטר, המעובדת ונוצרת בעיקר בתהליך גירוד סנפיר, ובעלת יכולת פיזור חום של כ-80 W/cm2.
בתחום התקשורת, עם התפתחות הדיגיטציה, כוח המחשוב ממשיך לגדול, וצפיפות שטף החום של השבבים ממשיכה לעלות. צפוי שצפיפות הספק השבב תעלה על 100 W/cm2 בתוך 3 שנים. עבור צריכת חשמל גבוהה ושבבי שטף חום גבוה, לוחות קרים מיקרו-ערוציים רגילים אינם מסוגלים עוד לענות על צורכי פיזור החום. על מנת לפרוץ את צוואר הבקבוק של פיזור החום, משולבים צלחות מקוררות נוזל VC ומיקרו-ערוצי כדי לנצל באופן מקיף את יכולת פיזור החום המהירה של VC ויכולת העברת החום של צלחות מקוררות נוזל מיקרו-ערוצי, ולפתור את בעיית פיזור החום של שבבי שטף חום גבוה.
עקרון העבודה של פלטת קירור נוזלית מיקרו-ערוצית מורכבת עם לוחית טמפרטורה אחידה: השבב מעביר חום לחומר הממשק ובהמשך למשטח האידוי של VC, תוך שימוש במאפייני הטמפרטורה האחידים של VC כדי להשיג דיפוזיה או נדידה מהירה של חום. לאחר מכן, העברת החום ההסעה בין נוזל העבודה לצלחת הקרה לוקחת ללא הרף את החום שנוצר על ידי השבב, ומשיגה קירור של שבב שטף החום הגבוה.
