在数据中心液冷系统中，一套典型冷板式液冷系统的主要构成部分包含了液冷板、热交换器、管路、泵、冷却液、控制系统等，越靠近热源的组成部分，技术和工艺难度越高。
液冷板在外观上并非平面的一层“板状物”，而是更类似块状物体，其结构包括进液接头、出液接头、冷板基板、流道盖板、流体通道。冷板基板为冷板的底层部件，通过界面材料与发热器件直接接触。流道盖板为冷板的顶层部件，与基板密封形成封闭的腔体。冷板整体预留有配管或连接口，冷却液流过流体通道，并通过与流体通道的接触实现换热。
冷板又可细分散热模块和固定模块，散热模块为核心组件。固定模块是扣压在散热模块上方的铜/铝块，与散热模块初步构成密闭的盒状形态，需要具备相当的扣合力和抗压性。
从散热模块与固定模块的连接方式上，冷板可以分为两类：
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分体式液冷冷板：冷板的散热模块与固定模块通过螺钉或其他方式连接，可根需要进行拆卸和组装；
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一体式液冷冷板：冷板的散热模块与固定模块不可拆卸与组装，根据封形式的不同，可以进一步分为密封圈组装式或焊接密封等。
冷板内部流道通常包含几类构造，如沟槽、扣合翅片、铲齿、折叠翅片等，面对一些功耗较高的电子元件，流道还会被设计成更复杂的微通道结构，通过增加接触面积，进一步提高冷板的散热性能。
液冷板主要的类型有：压管/埋管/嵌管液冷板、真空钎焊液冷板、铲齿液冷板、3D打印液冷板、摩擦焊液冷板等。
按流道类型可分为：微通道液冷板、扰流柱液冷板、岐管式射流液冷板、喷射式液冷板等。
其加工方式主要有：数控加工CNC、挤压、冲压、压铸、摩擦焊、真空焊接、搅拌摩擦焊等工艺。
主要液冷板类型
（1）压管液冷板
压管式液冷板是一种通过在基板（通常为铝板或铜板）上加工出槽道，然后将折弯成型的铜管嵌入槽道中，再进行压扁和表面处理，使铜管与基板紧密结合，形成高效散热通道的水冷板。这种工艺能够实现铜管与发热元件的直接接触，快速导出热量。
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散热效率高：铜管与基板紧密结合，热量可快速传导至冷却液中
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成本低：工艺相对简单，模具费用低，适合大批量生产
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可靠性高、设计灵活、加工精度要求高、密封性需要严格控制
图片来源：熙德热传
（2）钎焊/真空钎焊液冷板
钎焊的本质是一种固相连接工艺。它通过加热至高于钎料熔点但低于母材熔点的温度，使液态钎料在母材间隙中通过毛细作用流动、填充，并与母材相互溶解和扩散，从而实现零件的可靠连接。
液冷板钎焊主要有两种形式：
● 真空钎焊：这是目前应用最广泛的形式，工件在真空室中加热焊接，真空环境能有效防止母材氧化，因此无需使用钎剂，避免了钎剂残留可能造成的腐蚀问题，并能形成清洁、高质量的焊缝。
● 气氛保护钎焊：例如在氮气保护下进行钎焊，也能起到防止氧化的作用。
真空钎焊在真空环境下进行，避免了氧化、增碳、脱碳及污染变质等现象，焊接接头清洁度高，强度较高。其流程通常包括冲压形成流道、严格清洗、涂覆钎剂、装配后放入真空钎焊炉中在特定温度曲线下加热，使钎料熔化并填充焊缝，最终形成牢固的冶金结合。
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抗腐蚀性好、无氧化反应
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设计灵活性高、设备成本高、对工件表面要求高
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热应力小
图片来自：乐瑞科技
（3）搅拌摩擦焊液冷板
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）是一种固相连接技术，利用旋转的搅拌头在热、力耦合的锻压作用下形成焊缝。焊接过程中，搅拌头高速旋转并缓慢插入被焊接工件，与工件材料之间的摩擦产生热量，使材料热塑化，随后在搅拌头的机械锻造下实现工件之间的固相连接。
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适用材料广：铝、镁等低熔点金属及合金、铜合金、钛合金、钢铁材料、金属基复合材料及异种金属
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热影响区小，残余应力低
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操作方便，成本低、环保、无污染
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对工件刚性固定要求高、设备、工具成本高
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焊接速度相对较慢
图片来自：乐瑞科技
图片来源：深圳市力同科技
（4）铲齿式液冷板
通过精密刀具从金属基板上“铲削”出密集、薄壁的鳍片，通常与盖板钎焊密封形成流道。铲齿液冷板的核心在于其与基板一体成型的密集鳍片，工作原理是：冷却液在泵的驱动下，流经这些鳍片之间的微通道（流道），紧贴发热源（如芯片）的冷板底座吸收热量，并将热量传递给流动的冷却液带走。其“铲齿”工艺加工的翅片可以做得非常薄且间距小（例如铝翅片厚度和间距可达0.2mm），这使得在单位体积内能获得巨大的换热面积，从而实现极高的散热效率。
铲齿散热片加工步骤：型材放置——设定铲齿机床参数：齿间距、齿高、齿厚等——铲齿——得到半成品，进行裁切——加工处理：去毛边、攻牙等——后续处理：埋热管、环氧树脂焊接等
铲齿式液冷板制造成本高于埋管、吹胀等传统工艺，此外，内部微通道带来的流阻较大 ，需要更强大的泵来驱动冷却液循环，对系统的压降管理提出了更高要求。一些创新设计，例如借鉴鱼尾骨架的仿生流道，正被探索用于优化流场、降低流阻。
图片来源：迈泰科技
（5）3D打印液冷板
3D打印液冷板是当前应对AI算力、高性能计算等领域芯片散热挑战的一项前沿技术。它利用金属增材制造工艺，实现了传统方法难以加工的复杂内部流道，为核心芯片提供高效、可靠的散热方案。
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极致的设计自由：允许工程师根据芯片的热量分布图（热点），为冷却液“量身定制”流动路径。例如，可以设计出仿照植物叶脉或人体血管的分形流道，将冷却液更精准、更高效地引导至最需要散热的区域，从而实现芯片温度的均匀控制，避免局部过热。这种随形冷却的能力是传统工艺无法实现的。微软9月份推出的微流体液冷技术就是采用仿生设计。
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一体成型，高可靠性
图片来源：铂力特
主流加工方式
（1）冲压加工
冲压冷板是一种轻质冷板结构，它利用了LCP一侧或两侧铝冲压的制造效率。通过将流道、安装几何形状和其他特征简化到单个流程中，并消除了CNC时间，从而进一步减少了制造时间和成本。
冲压冷板可以通过内部翅片进行增强，以提高热效率，并可控气氛钎焊（CAB）钎焊 100%泄漏测试。材质一般采用3003，表面根据焊合需求，附着一层4系铝材作为钎料。焊接的时候，喷水性钎剂，常见应用于储能电池底座散热系统内。
（2）CNC加工
通过数控铣床（CNC）在基板上进行开槽以形成冷却液流道，并进行开孔以用于后续的安装和连接。加工精度极高，流道的深度、宽度和表面光洁度都经过严格控制，以确保流体的顺畅流动和最佳的换热面积。对于深腔或复杂流道，可能会采用枪钻等特殊工艺来保证深孔的直线度和内壁光滑度。
加工过程包括图纸输入和基板准备、CNC精密加工、清洗与预处理、焊接和组装、后处理等，加工好的流道板需要与盖板通过焊接工艺密封连接，焊接完成后，需要进行 飞面（精铣安装面以确保极高的平面度）和攻牙（加工螺纹孔用于安装）等最终加工，保证液冷板能够与芯片表面完美贴合。
（3）压铸加工
压铸液冷板采用一体式结构，主要用于对重量敏感、要求卓越表面质量或几何形状极其复杂的应用场合，并实现大批量生产。这类解决方案的制作方法是将导热合金以近净形状浇注到定制模具中，然后进行轻度加工和精加工，最终制成产品。
图片来源：宝德boyd
（4）挤压加工
挤压是最受欢迎且经济高效的制造工艺之一，其尺寸根据应用而有所不同，较小的尺寸适用于板级应用，较大的尺寸适用于中等功率应用。它们可以根据翅片形状和间距设计为被动或主动冷却，板级挤压式散热器常用于BGA和FPGA等封装。
铝挤液冷板的核心是利用模具一次性成型内部流道，将铝合金坯料加热到约400-500℃的塑性温度区间，然后放入挤压机。在高压作用下，铝坯流过模具的型腔，从而形成具有特定截面形状（包括内部流道）的连续型材。
其加工过程包括：模具和铝坯准备、加热和挤压、冷却定型、后续精加工。挤压成型的型材需要经过切割、CNC加工（如铣削进出口、安装孔等）。对于大面积的液冷板（如用于储能电池包），通常需要将多段挤压型材通过搅拌摩擦焊（FSW）或钎焊进行拼接 。最后，还会进行表面处理，如阳极氧化，以增强耐腐蚀性。
图片来源：宝德boyd
如何选择合适的液冷板？
从应用场景的角度考虑：如果芯片功耗极高（如AI训练芯片），铲齿式或3D打印液冷板是理想选择。若需求适中，钎焊式提供了优秀的平衡。对成本极度敏感且散热余量充足时，可考虑埋管式。
从成本角度考虑：埋管式最具成本优势；钎焊式在大批量时性价比显著；铲齿式和 3D打印则属于高投入方案。
从可靠性角度考虑：在振动、冲击苛刻的环境下，搅拌摩擦焊液冷板因其高强度和可靠性表现出色。同时需注意，型材+搅拌摩擦焊的液冷板可能重量较重。
资料来源：乐瑞科技、国盛证券、熙德热传、网络资料
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