微通道冷卻器的散熱特性研究.pdf

1、隨著微電子電路集成密度的不斷增長，芯片的功率和熱量越來越大，這就要求更有效的散熱技術(shù)。在眾多的散熱技術(shù)中，微通道散熱是高功率集成電路散熱的一個重要發(fā)展方向。本文主要針對微通道散熱器的冷卻液對散熱的影響分別進行了計算流體動力學(xué)(CFD)模擬，含有納米碳管(CNT)的納米流體冷卻液和硅散熱片微通道冷卻器及閉環(huán)循環(huán)測試系統(tǒng)的研究制備，以及CNT納米流體冷卻液散熱系統(tǒng)性能的實驗測試。主要包括以下三個方面： 1．建立納米碳管微通道散熱器的

2、二維計算流體動力學(xué)模型，模擬研究了不同冷卻液的散熱性能，包括冷卻液的各個物理參數(shù)（熱導(dǎo)率、密度、比熱以及粘度）對散熱器散熱性能的影響。 2．使用集成電路工藝制備了加熱和散熱集成在一個芯片上的硅散熱片微通道散熱器，研究制備了冷卻液可以閉環(huán)循環(huán)的閉環(huán)測試系統(tǒng)，并通過化學(xué)方法研制制備了納米碳管可以均勻分散懸浮在純水中的納米流體冷卻液。 3．通過研究制備的閉環(huán)循環(huán)測試系統(tǒng)，對含有納米碳管的納米流體冷卻液的散熱性能進行了測試研究，

3、包括不同實驗條件（加熱功率，流量率和納米碳管的體積分?jǐn)?shù)）對散熱系統(tǒng)的影響。 通過本文的研究，可以得到以下主要結(jié)論： 1．微通道冷卻器的散熱與所用冷卻液的熱導(dǎo)率、密度、比熱以及粘度相關(guān)。其中散熱效果與熱導(dǎo)率，密度，比熱成正比，與粘度成反比。微通道進出口處的壓力降與冷卻液的密度和粘度相關(guān)，與冷卻液的熱導(dǎo)率和比熱無關(guān)。 2．研究制備了硅散熱片微通道冷卻器和閉環(huán)循環(huán)測試系統(tǒng)，為開展微通道冷卻器冷卻液散熱性能研究提供了條件