为高功率密度半导体设备设计和制造嵌入式微通道冷却解决方案
Yu Fu1,2, Guangbao Shan1, Xiaofei Zhang3
1School of Microelectronics, Xidian University, Xi'an 710126, China.
Micromachines
|August 28, 2025
概括
先进的微通道冷却有效地管理来自高功率半导体设备的极端热量. 这种解决方案集成了微柱阵列, 提供卓越的热性能,
科学领域:
- 材料科学
- 机械工程
- 电气工程
背景情况:
- 由于极端的热流,传统的热管理对于高功率的半导体设备是失败的.
- 需要先进的冷却解决方案来防止设备故障并确保性能.
研究的目的:
- 使用微柱阵列呈现和实施嵌入式微通道冷却解决方案.
- 解决下一代电子设备中的极端散热挑战.
主要方法:
- 用于微柱阵列的热流体结构模拟的有限元分析.
- 使用深度反应性离子蚀刻 (DRIE),表面功能化和Au-Sn优质粘合的制造.
- 在高达1200W/cm2的测试平台上进行实验验证.
主要成果:
- 嵌入微通道冷却与微柱阵列实现了高效的散热.
- 设备的工作温度保持在46.7°C,温度上升27.9K.
- 在极端热量负荷下表现出特殊的热管理能力.
结论:
- 开发的微通道冷却解决方案是极端散热的可行和高效途径.
- 提供了对结构设计,微/纳米制造和先进热管理的实验验证有价值的见解.
- 实现高功率密度半导体设备的可靠操作.


