AI机柜功率密度持续提升，服务器电源灌封材料如何选？

AI数据中心的功率密度正在快速提升。

服务器机柜承载的计算量越来越大，电源模块、DC/DC转换器、磁性元件和固态变压器需要在更有限的空间内完成更高功率的转换与传输。对于服务器电源而言，真正的挑战已经不只是“能不能供电”，而是如何同时解决：

散热、绝缘、阻燃、应力、振动和长期可靠性。

施耐德电气近期发布的行业分析显示，数据中心平均机柜功率密度已由2025年的约16kW提升至2026年的约27kW，而目前只有约五分之一的数据中心运营商表示，已经为AI应用中常见的50—70kW机柜做好准备。部分新一代AI系统的单机柜功率甚至可达到更高水平。

功率密度提升之后，服务器电源内部的电子胶应用也正在发生变化。

一、功率越高，电源内部热量越集中

服务器电源通常包含功率半导体、变压器、电感、电容、PCB和散热结构。

当电源模块向高频化、高集成度发展时，元器件之间的距离不断缩小，局部热量也更加集中。如果热量不能及时传递到金属壳体或散热结构，可能导致：

• 功率器件结温升高
• 电容寿命下降
• 绝缘材料加速老化
• 焊点和连接界面疲劳
• 电源效率及输出稳定性下降

因此，服务器电源灌封胶不能只承担“填满空隙”的作用，还需要形成稳定的导热和绝缘通道。

二、服务器电源灌封胶，不是导热系数越高越好

选择导热灌封胶时，导热系数只是其中一个指标。

服务器电源内部存在PCB、铜线、磁芯、塑料骨架和金属外壳等多种材料，不同材料的热膨胀系数存在明显差异。频繁启停和冷热循环过程中，各材料会产生不同程度的膨胀与收缩。

如果灌封材料硬度过高、内应力过大，可能对焊点、磁芯、线圈和脆弱元件产生拉扯；如果材料过软，又可能无法提供足够的固定和抗振保护。

服务器电源灌封材料需要综合考虑：

导热性能｜硬度与模量｜热膨胀系数｜流动性｜固化放热｜阻燃等级｜电气绝缘｜长期老化

材料选择的核心，不是追求某一个参数最大，而是在散热、应力和工艺之间取得平衡。

三、有机硅和环氧灌封材料应该怎么选？

1. 有机硅导热灌封材料

有机硅灌封材料固化后通常具有一定弹性，可以缓冲器件与壳体之间的热膨胀差异。

对于功率器件较多、冷热循环频繁，或者对低应力保护要求较高的服务器电源，可重点评估导热有机硅灌封体系。

易立安 SIPA 1850系列高导热有机硅灌封材料，可用于电源模块、控制器及高功率电子组件的导热、绝缘和灌封保护。

该系列可根据实际结构，对导热能力、流动性、硬度和施工工艺进行匹配，适合对热循环缓冲和长期可靠性要求较高的应用。

2. 导热环氧灌封材料

环氧灌封材料固化后具有较高的结构强度、尺寸稳定性和粘接能力。

对于变压器、电感、磁性元件以及对结构固定要求较高的服务器电源模块，可评估导热环氧灌封体系。

易立安 EP 2040系列导热环氧灌封材料可作为服务器电源、磁性元件及电源模块灌封的选型方向，在导热、电气绝缘和结构固定之间实现平衡。

如果应用环境温度较高，还可根据实际耐温要求评估 EP 1798耐高温环氧灌封材料。

但环氧体系固化后硬度相对较高，在大型灌封、厚层灌封或高低温循环场景中，需要重点验证固化收缩、放热峰值和材料应力。

四、高频变压器和电感，为什么更需要关注灌封工艺？

AI服务器电源正在向更高开关频率和更高功率密度发展。

Open Compute Project在2026年相关技术活动中讨论了AI数据中心电源架构的重新设计，包括高集成度中间总线转换器、垂直供电架构，以及面向兆瓦级AI机柜的800V直流供电发展方向。

电源频率和功率提高后，变压器与电感内部可能出现更明显的局部热点。同时，线圈、磁芯和骨架之间还会承受振动与热应力。

灌封材料在这些部件中通常承担以下作用：

固定绕组｜降低振动｜辅助散热｜提高绝缘｜防潮防尘｜保护焊点

灌封过程中应重点控制：

• 材料是否能够进入线圈和磁芯间隙
• 高填料材料是否容易沉降
• 灌封后是否存在气泡和空洞
• 固化放热是否会影响线圈绝缘层
• 材料是否能够长期耐受冷热循环
• 磁性元件是否需要返修

对于间隙较小、结构复杂的磁性元件，不能只关注材料黏度，还要结合真空脱泡、预热、分次灌封和固化曲线进行工艺验证。

五、液冷普及后，电源模块同样不能忽略

液冷主要解决GPU、CPU等高热流密度器件的散热问题，但服务器电源、变压器、电感和连接器通常仍需要独立的热管理与材料保护。

近期研究也开始将AI负载、环境温度、空气冷却和液体冷却纳入统一的动态模型，说明AI数据中心的热负荷并不是固定不变的，而是会随着计算任务和运行环境持续波动。

这意味着服务器电源材料需要面对的不是单一稳定温度，而是长期的功率变化、温度波动和反复热循环。

除灌封材料外，功率器件与散热器之间还可以根据结构评估易立安 TCMP 3380导热界面材料，用于降低界面热阻，并兼顾薄层压缩与后期返修需求。

六、服务器电源灌封前，建议完成这些验证

高功率服务器电源选用电子灌封胶时，建议至少进行以下测试：

高低温循环｜双85湿热｜热冲击｜电气绝缘｜阻燃测试｜振动测试｜固化放热｜界面粘接｜长期老化

同时还要根据生产端评估：

混合比例｜可操作时间｜灌封速度｜脱泡方式｜固化条件｜设备适配性｜返修需求

服务器电源材料的可靠性，最终取决于产品参数、结构设计和灌封工艺的共同配合。

结语

AI算力持续升级，正在推动服务器电源向高功率密度、高频化和高集成度发展。

从功率半导体、DC/DC模块，到高频变压器、电感和固态变压器，电子胶黏剂承担的已经不只是粘接和填充，而是导热、绝缘、阻燃、缓冲和结构保护等多重任务。

服务器电源灌封材料的选型，也应从单一参数比较，转向系统可靠性评估。