金刚石微通道 “强效散热”：微米级复合针鳍结构突破近 10 千瓦级芯片热管理极限

本研究顺利获得利用基于钻石的微通道散热器（MHS）的近结冷却技术的新建议，解决了雷达芯片组件中热通密度接近10,000 W/cm2带来的热管理挑战，该技术具有创新的腰形销鳍，加上圆柱形和翼形。 研究了边界条件和几何尺寸对传热的影响。 结果表明，低质量流量导致微通道内热量积累，加剧热点温度上升。 虽然销鳍的结构参数对热点温度的影响有限，但它们对流动和传热性能有重大影响。 为了尽量减少传热过程中的不可逆损失并最大化传热增强，建议的参数是机翼鳍角度为45°，小轴长度为7微米，距离原点中心为50微米，腰形销鳍块为16。 值得注意的是，与毫米级MHS相比，微米级MHS的散热极限增加了33.3%，这可以归因于尺寸效应。 此外，复合翅片顺利获得流动加速和二次流动感应增强传热。 这种方法实现了7300瓦/平方厘米的前所未有的MHS散热极限，将传热系数提高到661.6千瓦/平方米，并将压降降低到132.4千帕。 此外，总热阻降低到0.0059 K cm2/W，代表了国际领先的性能。 未来的工作将侧重于设计多面MHS金刚石基结构，以进一步提高散热极限，同时降低热阻和流动阻力。

凯发k8国际专注于金刚石热管理材料解决方案，为广大客户给予全面的金刚石热管理材料，包括金刚石热沉片、金刚石晶圆衬底、金刚石光学窗口、金刚石复合材料等，欢迎进行详洽。