Technologie de dissipateur thermique de refroidissement liquide à micro-flux d'impression 3D
IQ Evolution est une entreprise professionnelle qui développe et fabrique des composants géométriques et microstructuraux complexes basés sur la technologie d'impression 3D métallique. Ils se concentrent sur la conception de radiateurs avancés à refroidissement liquide offrant des performances de refroidissement élevées, tout en étant légers et de petite taille. Ces radiateurs sont généralement destinés au refroidissement des véhicules électriques et des équipements électroniques de puissance.
Pour résoudre le goulot d'étranglement de la dissipation thermique des dispositifs semi-conducteurs hautes performances, développez des micro-dissipateurs thermiques pour la technologie d'impression 3D, tels que le refroidissement des emballages TO, le refroidissement des modules, le refroidissement des diodes laser haute puissance, etc. Dans un très petit espace, ces micro-chaleurs des dissipateurs avec une densité de flux thermique de plusieurs centaines de W/cm2 sont utilisés pour faire face à l'énorme chaleur générée par les semi-conducteurs de puissance.
Le dissipateur thermique en acier inoxydable pour l'impression 3D est déjà entré dans le laboratoire de développement électronique, et ses performances de refroidissement et sa puissance de refroidissement sont impressionnantes dans l'application des semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium. Ces composants SiC peuvent transmettre une puissance très élevée avec un rendement de 97 % à 99 %, mais ils ne peuvent être stables et pratiques qu'après avoir éliminé la limitation de dissipation thermique causée par la perte de puissance. À ce stade, la dissipation fiable des pertes de chaleur détermine les performances des appareils électroniques de puissance.
Le micro-dissipateur thermique imprimé en 3D peut être utilisé de manière fiable et peu encombrante pour refroidir la puce de traitement graphique des données (SoC) du capteur du véhicule sans agrandir de manière significative le boîtier de l'appareil.
L'évaluation du prix des dissipateurs thermiques d'impression 3D nécessite de prendre en compte l'ensemble du niveau d'intégration du système. Habituellement, grâce à l’adoption de systèmes de refroidissement plus efficaces, les dispositifs semi-conducteurs coûteux peuvent être réduits là où leur conception le permet. La solution d'IQ Evolution consiste à utiliser un micro dissipateur thermique avec une capacité de refroidissement double face, avec une capacité de refroidissement simple face de 700 W et une capacité de refroidissement double face de 1,4 kW. Lors de l'utilisation de modules Semitop produits par le fabricant Semikron, seuls 3 IQ Bigs 53 doivent être placés sur 6 modules pour fournir la puissance frigorifique requise pour une puissance de 210 kW. Le volume global du système a été considérablement réduit, avec une réduction de poids d'environ 20 fois, passant d'environ 10 kilogrammes à moins de 500 grammes, ce qui le rend très avantageux dans les applications sensibles au poids.
Selon les exigences de la solution, différents métaux et alliages métalliques peuvent être utilisés pour fabriquer des dissipateurs thermiques pendant le processus d'impression 3D. Les exigences en matière de résistance thermique, de conductivité thermique, de capacité de refroidissement, de dilatation thermique ou de conductivité déterminent le choix des matériaux des radiateurs. Si nécessaire, des alliages spéciaux peuvent être utilisés ou de nouvelles combinaisons de métaux peuvent être développées, ou encore des composants mixtes composés de plusieurs matériaux peuvent être produits.
