基于三維微通道散熱的芯片熱點(diǎn)散熱特性研究.pdf

1、半導(dǎo)體技術(shù)集成化的不斷發(fā)展導(dǎo)致半導(dǎo)體的尺寸不斷減小,晶體管的密度不斷增加,電路速度不斷加快從而使芯片的功率和熱流密度越來(lái)越大。近些年來(lái)納米電子技術(shù)的使用和半導(dǎo)體設(shè)備性能的不斷提高使芯片上的功率分布越來(lái)越不均勻,從而產(chǎn)生熱流密度很高的局部熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的空氣冷卻對(duì)熱點(diǎn)的冷卻能力有限,因此需要研究更加有效的能對(duì)芯片的熱點(diǎn)進(jìn)行冷卻的方法。
　　使用具有較高導(dǎo)熱系數(shù),較高比熱容和較小黏度的液體作為冷卻工質(zhì)的液體冷卻是一種高效的冷卻方法。因此本

2、文采用液體冷卻方法來(lái)研究微流道內(nèi)芯片熱點(diǎn)的散熱特性。研究芯片有兩種:2D芯片和3D堆疊封裝芯片。
　　對(duì)于2D芯片,研究了平行和交聯(lián)結(jié)合微流道散熱器的熱點(diǎn)散熱特性,并將兩種微流道的熱點(diǎn)散熱特性進(jìn)行對(duì)比。研究流體入口流速、交聯(lián)結(jié)合微流道的位置和寬度、熱點(diǎn)的熱流密度和位置對(duì)熱點(diǎn)散熱特性的影響。當(dāng)芯片上有單熱點(diǎn)且熱點(diǎn)在上游位置或者芯片上有雙熱點(diǎn)且上游熱點(diǎn)的熱流密度較大時(shí),散熱器的熱點(diǎn)散熱特性較好。交聯(lián)結(jié)合微流道的寬度為0.5mm且交聯(lián)結(jié)

3、合微流道位于熱點(diǎn)的前方并與熱點(diǎn)相鄰時(shí),交聯(lián)結(jié)合微流道散熱器的熱點(diǎn)散熱特性最好。與平行微流道散熱器相比,交聯(lián)結(jié)合微流道散熱器的熱點(diǎn)散熱特性更好,散熱更為均勻。另外,也研究了多層帶有局部細(xì)化交叉微流道的散熱器的熱點(diǎn)散熱特性,研究流體入口流速、散熱器層數(shù)和熱點(diǎn)熱流密度對(duì)熱點(diǎn)散熱特性的影響。散熱器的層數(shù)越大,散熱器熱點(diǎn)散熱特性越好,散熱越均勻。當(dāng)散熱器層數(shù)增加到一定值時(shí),散熱器的熱點(diǎn)散熱特性不再受散熱器層數(shù)的影響。熱點(diǎn)的熱流密度越大,散熱器的熱