《AI服务器用微通道水冷板(MLCP)技术规范》-征求意见稿

T/CIEPXXXX—XXXXAI服务器用微通道水冷板(MLCP)技术规范本文件规定了用于AI服务器等高热流密度计算设备的微通道水冷板（以下简称“水冷板”）的材料、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。本文件适用于以液体为冷却工质，通过微通道结构进行强制对流换热的AI服务器用水冷板的设计、制造、测试和验收。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图形符号标志GB/T1031产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值GB/T2423.17环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾GB/T6543运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱GB/T8446.1电力半导体器件用散热器第1部分：散热体3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1微通道水冷板micro-channelliquidcoolingplate内部具有水力直径通常小于1mm的流道阵列，通过与流动的冷却液进行强制对流换热，用于冷却高热流密度电子元件（如CPU、GPU、AI加速芯片）的金属板状散热部件。3.2热阻thermalresistance表征水冷板散热能力的核心参数，在本标准中特指在特定测试条件下，水冷板底面与进口冷却液之间的温差与输入热功率的比值。3.3流阻flowresistance冷却液流经水冷板时产生的压力降。3.4工作压力operatingpressure水冷板在正常运行时，其内部冷却液所允许承受的最大静态压力。3.5爆破压力burstpressure水冷板在失效前所能承受的最大内部静压。3.6热界面材料thermalinterfacematerial涂敷或填充于水冷板与芯片之间，以降低接触热阻的材料。3.7均温性temperatureuniformity水冷板在加热区域（模拟芯片区域）表面各测温点之间的最大温差。4材料1T/CIEPXXXX—XXXX2材料应符合下列规定：a)与水接触的金属材料应具有良好的耐腐蚀性，推荐使用纯铜、铜合金、耐蚀铝合金或不锈钢。若使用铝材，应进行适当的表面处理；b)密封件材料应选用耐冷却液、耐老化的橡胶或高分子材料。5技术要求5.1外观与结构5.1.1表面应平整、清洁，无裂纹、毛刺、腐蚀、划伤及其他影响使用和密封的缺陷。5.1.2焊接部位应均匀、连续，无虚焊、漏焊、焊穿等缺陷。5.2尺寸与公差5.2.1外形尺寸、安装孔位、接口螺纹等关键尺寸应符合设计图纸要求。5.2.2平面度、平行度等形位公差应符合GB/T8446.1的规定。5.2.3与水冷头接触的安装底面表面粗糙度Ra应不大于1.6μm（GB/T1031）。5.3性能要求5.3.1热阻特性在规定的测试条件下，水冷板的热阻值≤0.15℃/W。5.3.2流阻特性在规定的流量范围内，水冷板的流阻应符合下列规定：a)流量1L/min时，ΔP≤5kPa；b)流量5L/min时，ΔP≤25kPa。5.3.3均温性在额定工作条件下，加热区域表面最大温差应不大于规定值。5.3.4工作压力不低于0.8MPa。5.3.5爆破压力不低于工作压力的4倍，且不小于3.0MPa。5.3.6泄漏在工作压力的1.5倍下进行气压或液压检漏，保持5min，应无气泡产生或压力下降。5.3.7可靠性与环境适应性热循环试验后，性能应符合4.3的规定，且无泄漏、变形或开裂。压力脉冲试验后，应无泄漏或永久性变形。盐雾腐蚀试验后，应无红锈等明显腐蚀。5.4清洁度与兼容性5.4.1内部流道清洁度应符合要求，颗粒物尺寸及数量应满足配套冷却系统的要求。T/CIEPXXXX—XXXX35.4.2水冷板材料应与行业通用的冷却液兼容，不发生腐蚀、溶解或溶出现象。6试验方法6.1外观与结构在自然光或等效光源下，采用目视和触摸法检查。6.2尺寸与公差使用卡尺、千分尺、三坐标测量机、轮廓仪等量具按图纸检测。6.3性能要求6.3.1热阻与流阻试验方法应按附录A的规定执行。6.3.2均温性试验方法应符合下列规定：a)测试步骤与5.2.2热阻测试同步进行；b)在热稳态下，记录模拟热源加热区域内布置的多个（不少于4个）温度传感器的读数Ti；c)计算温差。6.3.3工作压力试验应按下列步骤执行：a)采用液压试验方式，向水冷板内部注入洁净冷却液（与实际工作介质兼容）；b)逐步升高内部压力至0.8MPa，保持压力稳定30min；c)期间观察水冷板有无泄漏、变形等异常现象。6.3.4爆破压力试验应按下列步骤执行：a)搭建爆破压力测试系统，包含高压液压供应装置、压力传感器、安全防护装置；b)向水冷板内部缓慢注入洁净冷却液，以0.1MPa/s的速率逐步升高压力，持续加压直至水冷板发生爆破；c)记录爆破瞬间的压力值。6.3.5泄漏试验方法应按附录B的规定执行。6.3.6可靠性与环境适应性热循环试验方法应按附录C的规定执行。压力脉冲试验方法应按附录D的规定执行。盐雾腐蚀试验方法应按GB/T2423.17的规定执行，试验后目视检查外观。6.4清洁度与兼容性6.4.1内部流道清洁度试验试验应按下列步骤执行：T/CIEPXXXX—XXXX4a)采用液体冲洗法，使用与配套冷却系统相同的洁净介质，以2.0L/min的流量冲洗水冷板内部流道不少于5min；b)收集全部冲洗液，通过激光颗粒计数器检测冲洗液中颗粒物的尺寸及数量。6.4.2材料兼容性试验试验应按下列步骤执行：a)选取去离子水、50%浓度乙二醇水溶液等作为试验介质；b)制作水冷板所用金属材料、密封件材料的试样，浸泡于试验介质中，在80℃环境下恒温放置c)试验结束后，观察试样有无明显腐蚀、溶解现象，检测试验介质中有无异常离子溶出。7检验规则7.1检验分类检验应分为出厂检验和型式检验。检验项目应符合表1的规定。表1检验项目1√√2√√3-√4-√5-√6√√7-√8-√9-√-√7.2出厂检验每台产品应进行出厂检验，检验合格后方可出厂，检验项目应符合表1的规定。7.3型式检验型式检验项目应符合表1的规定。有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时；b)正常生产每年检验一次；c)结构、材料、工艺变更，可能影响产品性能时；d)停产1年后，恢复生产时；e)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。7.4组批同一原料、工艺条件下连续生产的同一批次的产品应为一检验批。7.5抽样抽样检验应按GB/T8446.1的规定执行。7.6判定规则检验项目合格应判定为合格；有不合格项，允许整改后复测，仍不合格应判定为不合格。8标志、包装、运输与贮存T/CIEPXXXX—XXXX58.1标志产品应在明显位置标注下列信息，储运标志应符合GB/T191的规定：a)产品型号及名称；b)制造商名称或商标；c)生产日期及编号。8.2包装包装应符合下列规定：a)包装宜采用泡沫、气囊等防震、防潮材料固定；b)包装箱宜使用符合GB/T6543规定的瓦楞纸箱或木箱；c)随机文件应包括说明书、合格证、检测报告、装箱单。8.3运输运输中应避免剧烈震动、雨淋及暴晒。装卸时应使用专用吊具，不应抛掷、重压。8.4贮存贮存环境应干燥、通风，温度宜为-10℃~40℃,相对湿度不应大于80%，应避免与腐蚀性物质接触，远离火源。T/CIEPXXXX—XXXX1（规范性）热阻与流阻A.1测试准备测试准备应符合下列规定：a)将被测MLCP按4.3要求安装到标准热测试装置上，并整体置于绝热环境中；b)将测试系统连接完毕，确保管路无泄漏；c)设定恒温液源的温度为规定进水温度；d)设定系统流量至规定测试点。A.2测试步骤试验应按下列步骤执行：a)启动循环系统，预热至少10min，使流体温度稳定；b)开启数据采集系统，记录初始稳定状态数据（零功率状态）至少2min；c)对模拟热源施加规定的加热功率（P）。推荐从低功率开始，逐步增加至目标功率；d)监控MLCP出水温度（T_out）和模拟热源参考面温度（T_base）。当所有关键测温点在连续5分钟内的变化小于0.1℃/min时，认为系统已达到热稳态；e)在热稳态下，持续采集数据至少2min，记录以下参数的平均值：2)进水温度T_in(℃)；3)出水温度T_out(℃)；4)热测试参考面平均温度T_base(℃)；5)体积流量Q(L/min)；6)进口压力P_in(kPa)；7)出口压力P_out(kPa)。f)改变流量设定点，重复步骤c)～e)，获取不同流量下的性能数据；g)测试结束后，先将加热功率降为零，待系统冷却后再关闭循环系统。T/CIEPXXXX—XXXX2（规范性）泄露B.1液压静压法试验应按下列步骤执行：a)用堵头封住MLCP的所有端口，仅留一个进口连接液压测试泵；b)向MLCP内缓慢注入测试流体，排除内部空气；c)以不超过0.1MPa/s的速率加压至工作压力的1.5倍；d)保压不少于5min，观察压力表示值是否下降，并检查所有焊缝、密封面有无泄漏、渗水或可见的永久变形。B.2气压检漏法试验应按下列步骤执行：a)封堵MLCP所有端口，连接干燥洁净的压缩空气或氮气源；b)缓慢加压至不高于工作压力的1.2倍；c)将MLCP完全浸入水槽中，或在各怀疑部位涂刷检漏液；d)保压不少于1min，观察有无连续气泡产生。T/CIEPXXXX—XXXX3（规范性）热循环C.1测试条件测试应在下列条件下进行：a)测试回路：冷却液流量和进水温度保持恒定；b)热循环条件：加热功率在0%（或低功率P_min）和100%额定功率Pmax之间阶跃变化。典型循环为：升温/降温时间≤30秒，高温保持时间thigh（如5min～10min），低温保持时间tlow（如5min～10min）。总循环次数不少于500次。8.4.1测试步骤测试应按下列步骤执行：a)将MLCP接入测试系统；b)启动循环，建立稳定的流量和进水温度；c)启动自动控制程序，按设定的热循环曲线反复对模拟热源施加功率；d)在整个测试过程中，监控系统压力、流量、泄漏情况；e)每完成100个循环或规定间隔，暂停测试，待系统冷却至环境温度后，进行一次标准的热阻测试，记录性能变化；f)完成规定循环次数后，进行最终的热阻测试和外观检查。T/CIEPXXXX—XXXX4（规范性）压力脉冲D.1测试条件测试应在下列条件下进行：a)测试流体：水或乙二醇水溶液；