【技术】解析采用Rogers微通道冷却器的空冷VCSEL应用

时间： 2022-03-08 来源：Rogers

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

“当空冷散热冷却器不能满足过高功率密度需要时，液冷式冷却器就成为首选传热解决方案。”那么罗杰斯的微通道冷却器（简称“MCC”）是如何在空冷应用中发挥作用的呢？罗杰斯MCC一直以来仅用于液冷应用；但是，客户在新VCSEL（垂直腔表面发光激光器）应用中面临的热管理挑战达到新水平，而且一些主动冷却方法正在接受检测。对于我们的合作伙伴来说，转向液冷所面临的挑战是虽然被动/标准空冷方案可能不能解决散热问题，但是液冷是有风险的，同时成本和维护都会增加。鉴于此，本文开始将压缩空气作为冷却剂，检测和评估了罗杰斯MCC。以标准宏通道散热底板为标准，对不同微通道设计进行了对比评估。

试验项目

1.在较低流量条件下，罗杰斯MCC的冷却性能优于现用宏通道冷板

2.Qua 50结构是罗杰斯标准MCC结构中性能最好的

模拟条件

我们根据下述条件（如图1所示），利用SolidWorks Flow Simulation 2020进行了仿真模拟。对于冷却结构的所有CFD热模拟，我们采用了图2所示的出入口配置。除非另有说明，否则对于所有模拟和比较，我们保持冷却器面积和芯片位置恒定不变。冷却器包含四个结构独立的铜层，每层厚度为200µm。第一层用作面层。下面两个铜层形成冷却通道。最后一个铜层构成底层，见图1（c）。

图 1（a）试验的边界条件；（b）冷却结构上的出入口和芯片配置；（c）冷却结构的顶视图和横截面图

进行模拟时，我们使用了三种不同的冷却结构。1型结构与罗杰斯的Qua50结构一致，而2型结构与图2（a）所示的Qua 100结构一致。应注意的是，Qua 50的几何尺寸比Qua 100小50%。为了进行对比，我们使用了一个Hex 50（3型）和两个标准层状冷却器，其中一个标准层状冷却器有五个通道，尺寸为0.5mm x 0.4mm（4型），另一个标准层状冷却器有三个通道，尺寸为1.00mm x 0.4mm（5型）。如图2（b）所示。

图 2（a）从左到右依次是：冷却结构内的流体流动示意图；Hex 100和 Qua 100内部冷却结构的详图；

（b）五种不同冷却结构的顶视图

结果和讨论

图3（a）显示了1型和4型结构的流速分布。我们可以清楚看出，4型结构的通道以层流为主，而1型冷却结构支持的是湍流。而且由于1型结构的有效冷却面积较大，所以可以在相同流量下产生较高的传热系数，如图3（b）所示。在相同流量下，1型冷却结构的传热系数最高。与4型和5型冷却结构相比，1型、2型和3型冷却结构较小，而且入口压力增加较快。

图 3（a）五种不同冷却结构的顶视图；（b）传热系数与流量图；（c）传热系数与流量图

与竞品相比，由于比表面积较大且能保持湍流，所以性能提高。对于某些应用领域，尽管空气本身的热力性能较差，但是由于空气的简单可用性，所以空冷可能优于水冷。同样地，由于液体的泄漏风险，所以液体通常不在电子器件中使用。若不超过90psi的压缩空气相对常见，且在生产地点可以获得，则与4型和5型冷却器相比，罗杰斯1型微通道结构可以使操作成本下降50%左右。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由三年不鸣转载自Rogers，原文标题为:技术文章 | 采用微通道冷却器（简称“MCC”）的空冷VCSEL应用，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

Rogers‘ Micro Channel Coolers (MCC) in High Performance Computing (HPC) Applications

Rogers curamik Cooling Solutions offer a wide range of advanced liquid cooling solutions powered by the state of the art curamik bonding process. The layers are hermetically combined without any additional soldering or adhesive. These innovative liquid coolers feature copper foil channel structures (＜250 micrometer channel width) that are bonded into a tight block using the curamik process. Compared to standard solutions, Rogers‘ coolers are up to four times more efficient than traditional liquid cooling module structures. This is the secret of Rogers‘ MCC high performance.

厂牌及品类发布时间 : 2021-08-07

【应用方案】罗杰斯微通道冷板MCC用于LED照明，散热效率比传统液冷模块结构高四倍

罗杰斯（ROGERS）的curamik® 散热解决方案各层材料之间以密闭的方式结合在一起，无需使用任何额外焊接或粘结剂。这些新颖的液体冷却器采用铜箔微通道结构（通道宽度最小可达250μm），通过curamik工艺将这些铜箔通道与一个紧密的封盖结合在一起。

应用方案发布时间 : 2021-10-13

Air Cooled VCSEL Applications with Rogers Micro-Channel-Coolers (MCC)

When air-cooled heat sinks cannot cope with too high power densities, liquid-cooled cold plates are the heat transfer solution of choice.How would Rogers‘Micro-Channel-Coolers (MCCs) perform in air cooling applications?

应用方案发布时间 : 2022-02-08

【应用】Rogers微通道冷却板在高性能计算器中的冷却应用，比传统液体冷却模块结构的效率高出四倍

Rogers curamik 冷却解决方案提供一系列先进的液体冷却解决方案，由最先进的 curamik 粘合工艺提供支持。各层密封结合，无需任何额外的焊接或粘合剂。这些创新的液体冷却器采用铜箔通道结构（＜250 微米通道宽度），使用 curamik 工艺将其粘合成一个紧密的块体。

应用方案发布时间 : 2021-07-21

【应用】罗杰斯微通道冷却器（MCC）用于高性能计算（HPC），效率是传统液体冷却模块结构的四倍

传统的机架和机房冷却解决方案即将无法满足市场需求，一种解决方案是采用芯片直冷技术和罗杰斯公司的微通道冷却器，效率是传统液体冷却模块结构的四倍。此外，相较于许多其他解决方案，罗杰斯冷却器采用的狭窄通道设计为冷却介质提供了更大的高导热的铜表面积。

应用方案发布时间 : 2021-07-14

【应用】Rogers微通道冷却器 (MCC) 在高性能计算、LED阵列冷却、聚光光伏和大功率激光市场的应用

本文将介绍Rogers微通道致冷器 (MCC) 在高性能计算、LED阵列冷却、聚光光伏和大功率激光市场的应用。

应用方案发布时间 : 2021-08-24

Temporary Lead Time Extension for Products Made in Rogers Suzhou Factory

型号- RO4830™,RO4535™,KAPPA® 438,DICLAD880™,RO4533™,RO4000™,DICLAD®,RO3003G2™,RO3035™,RO3003™,RO4003C™,RO4835™,RO3003G2™ PM,TC350™,RO4534™,RO4730G3™ R2,RO4835T™,RO4233™,RO4350B™,RO3006™,AD255™,AD300™,RO3010™,RO3000™,TC350™ PLUS

产品变更通知及停产信息 - ROGERS - April 9th, 2024 PDF 英文下载

Rogers Suzhou Factory Scheduled Downtime for Carbon Footprint Reduction Project

产品变更通知及停产信息 - ROGERS - March 1st, 2024 PDF 英文下载

Rogers Corporation RO3000® PTFE dispersion supplier change RO3206™ Update with data comparison

型号- RO3006™,RO3210™,RO3206™,RO3035™,RO3003™,RO3000®,RO3203™,RO3010™

对照表 - ROGERS - March 7, 2024 PDF 英文下载

Rogers Corporation Proactively Risk Reducing the Supply Chain for our RO3000® Product Line

型号- RO3006™,RO3003G2™,RO3210™,RO3206™,RO3035™,RO3003™,RO3000®,RO3203™,RO3010™

产品变更通知及停产信息 - ROGERS - June 26, 2023 PDF 英文下载

Rogers Corporation RO3000® PTFE dispersion supplier change RO3010™ Update with data comparison

型号- RO3006™,RO3210™,RO3206™,RO3035™,RO3003™,RO3000®,RO3203™,RO3010™

产品变更通知及停产信息 - ROGERS - September 6, 2023 PDF 英文下载

Rogers Corporation Announces Intention to Consolidate Manufacturing Facilities for RO3000® and RO4000® Product Lines

型号- RO4000®,RO3000®

产品变更通知及停产信息 - ROGERS - June 7, 2024 PDF 英文下载

Rogers（罗杰斯）与世强的代理协议

描述- In January,2023, Rogers Corporation and Sekorm signed a INTERNATIONAL DISTRIBUTION AGREEMENT.

型号- AD SERIES™,ML92 SERIES,RO3000,CLTE,RT/DUROID,XT/DUROID®,DICLAD®,CU4000 LOPRO®,ISOCLAD®,RO4000®,CU4000 LOPRO,2929,CUCLAD,ML92,TMM®,DICLAD,CLTE SERIES,TC SERIES™,ML92 SERIES™,XT/DUROID,RO4000,RO3000®,AD SERIES,CLTE SERIES™,DICLAD® SERIES,ISOCLAD,CU4000™,CU4000,TMM,TC SERIES,RT/DUROID®,CUCLAD®

代理协议/证明 - ROGERS - January 1,2023 PDF 英文下载

Rogers Corporation RO3000® PTFE dispersion supplier change RO3003™ Update with data comparison

型号- RO3006™,RO3210™,RO3206™,RO3035™,RO3003™,RO3000®,RO3203™,RO3010™

产品变更通知及停产信息 - ROGERS - September 6, 2023 PDF 英文下载

Rogers Corporation Announces Further Actions to Streamline Operations and Drive Margin Improvement

Chandler, Arizona, June 6, 2024: Rogers Corporation (NYSE: ROG) (“Rogers”) announced today plans to drive further operational efficiency and margin improvement. Rogers intends to wind down manufacturing of advanced circuit materials and other related activities at its Evergem, Belgium factory by mid-2025. Rogers will continue to support its advanced circuit materials customers through its existing footprint in China and the United States.

厂牌及品类发布时间 : 2024-06-20