2025-01-12-开放数据中心委员会-2025年浸没式冷却液关键电性参数标定方法研究报告-开放数据中心委员会_54页_5mb

浸没式冷却液关键电性参数标定方法研究总结

研究背景

浸没式液冷因高效散热特性受到数据中心领域的广泛关注，但传统电性参数测量标准（如GB/T 5654-2007）主要针对低频场景，无法满足高频高速信号传输需求。因此，亟需一种适用于浸没式冷却液在宽频段内同时标定相对电容率（DK）和介质损耗因数（DF）的方法。

核心方法：微带线标定法

针对上述问题，提出基于印制电路板微带线标定法的间接测试方案：

1. 标定原理：通过对比不同液体环境下的微带线插损特性，结合仿真拟合反推液体DK/DF值，贴近真实应用场景。
2. 测试工具：开发专用工具板，采用Synamic8GX覆铜板，设计多组测试coupon（单端/差分线、不同层厚、绿油覆盖场景等）。
3. 关键挑战：通过优化板材旋转角度（减少玻纤效应）、提升阻抗控制精度（整板±7%、SMA端±5%）及严格形貌公差管控（介厚±5μm，线宽±10μm），实现高精度标定。
4. 仿真与拟合：采用HFSS仿真结合optiSLang优化，基于Djordjevic-Sarkar模型建立频率相关介电模型，完成从空气环境到液体环境的插损曲线拟合。

测试验证

1. 工具板开发：定义11种标定变量，通过切片量测及PNA矢量网络分析仪验证介质层DK/DF值。
2. 液体标定：针对11种商用冷却液（碳氢油类、氟化液类）进行测试，获得1GHz参考DK/DF值。
3. 方法对比：与德律风N1501A同轴法测试结果一致性高于95%，验证了微带线标定法的可靠性。

液体参数结果概览

结论

微带线标定法实现了浸没式冷却液在高频范围内的DK/DF标定，填补了传统标准的技术空白，为数据中心高速互连系统的散热设计与材料选择提供了关键数据支持，推动浸没式液冷技术标准化与大规模应用。