嵌入式微通道传热特性及局部热点尺度效应
【摘要】 通过实验测试结合理论分析，研究嵌入式微通道冷却系统的传热特性及局部热点的尺度效应. 测试芯片加工采用MEMS工艺，微通道层与顶层之间的连接采用硅硅直接键合，芯片与电路板（PCB）之间的连接采用倒装焊接. 研究结果表明，采用嵌入式微通道设计极大地缩短了微芯片到微通道的导热距离，可以显著地减小微芯片到环境的热阻. 根据测试结果可知，在100 W/cm2均匀热流密度的条件下，使用6.84 mW/cm2的泵功，可以将模拟IC热源的温升控制到小于40 K，能效比超过14 000. 在非均匀热流密度的条件下，局部热点的存在会增大导热热阻在总热阻中的占比，局部热点尺度越小，热点附近的侧向热传导越严重，导热热阻越大，这减小了对流换热热阻在热点区域总热阻中的占比，使得增大对流换热系数带来的总热阻降低效果减弱.
