大家好，我是捷多邦的老张，深耕PCB十二年。今天想和大家聊聊液冷与相变材料在AI算力PCB散热一体化中的工程化落地瓶颈，尤其是在优必选Walker X、小鹏IRON等高动态机器人关节控制器场景中，这一问题更为突出。传统风冷在面对百TOPS级算力芯片时，已难以满足散热需求，于是液冷板直接集成于PCB背层的思路被广泛探讨，但从工程化角度来看，其中暗藏不少阻碍。
漏液风险是首当其冲的问题。高动态机器人关节需频繁活动，这对液冷板与PCB的连接密封性提出了极高要求。即便初始密封达标，长期振动下，焊接处或密封接口也可能出现损耗。有数据显示，液冷板焊缝气孔率若超过5%，或熔深不足板厚的80%，就容易形成微观渗漏通道，而机器人关节的振动会加速这类缺陷的扩大。一旦发生漏液，不仅会导致散热失效，还可能直接损毁算力芯片，造成不可逆的损失。
热膨胀系数不匹配则是另一大难题。PCB基材与液冷板常用的铝、铜等材料，热膨胀系数差异较大，在机器人关节控制器频繁的冷热交替环境中，这种差异会引发界面剥离问题。尤其在-40℃到85℃的极端温度循环下，若两者热膨胀系数差异超过5×10??/℃，就可能出现结构松动，影响散热传导效率，甚至破坏PCB的电路完整性。
相变材料的应用同样面临挑战。虽然相变材料能在特定温度下吸收大量热量，适合缓解局部热点问题，但在PCB一体化布局中，其导热效率不足的问题较为明显，若与液冷系统搭配不当，反而可能阻碍热量散发。此外，相变材料的老化特性也需考量，长期使用后其相变温度和潜热性能可能发生变化，影响散热稳定性。
维修性差的问题也不容忽视。液冷板集成于PCB背层后，一旦出现故障，拆卸和维修都极为不便。对于高动态机器人而言，核心部件的维修成本本就较高，这种一体化设计无疑会进一步增加运维难度和成本。作为深耕PCB领域多年的从业者，我深知工程化落地需兼顾性能与实用性，这些瓶颈并非无法突破，但需要产业链协同探索。后续我会持续分享相关领域的思考，感兴趣的朋友可以关注我。
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