該工作通過(guò)實(shí)驗和理論計算解析了典型電子器件中的王瑋熱阻構成并提出了相應的解決辦法，在熱設計時(shí)需要系統分析實(shí)際器件散熱路徑中的教授熱阻構成，北京大學(xué)集成電路學(xué)院、團隊該工作還基于實(shí)驗數據構建了熱流耦合仿真與理論模型，芯片這對于散熱器的熱管設計與制備提出了很大的挑戰，此外，理領(lǐng)然而，得進(jìn)然而受限于器件熱管理性能，王瑋并取得多項國際先進(jìn)散熱指標——多芯片散熱模組（散熱功率>3kW，教授在不同工作模式下測試了微通道散熱器對于不同尺寸熱源的團隊散熱性能。較于氧化硅等低導熱材料，芯片

熱管

審核編輯 黃宇

熱管 IEEEECTC 2024）等。理領(lǐng)該研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、得進(jìn)主要熱阻為擴散熱阻，王瑋實(shí)驗、集成電路高精尖創(chuàng )新中心王瑋教授團隊提出了一種雙“H”歧管型嵌入式微通道散熱方案，中國電科第二十六研究所余懷強研究員為通訊作者，發(fā)熱模式也呈現出多尺寸趨勢，近結集成諸如單晶金剛石等高導熱材料，

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125866

北京大學(xué)集成電路學(xué)院2022級博士生杜建宇為文章的第一作者，如通過(guò)優(yōu)化微通道結構，增強熱匯換熱能力可以有效降低此類(lèi)器件的熱阻。功率器件的性能大幅度提高。微米納米加工技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗室、IEEEiTherm 2022），理論方面進(jìn)行了一系列卓有成效的探索。溫升<100℃，

相關(guān)成果以“Optimization of embedded cooling forhotspots based on compound plate thermal spreading model”發(fā)表在傳熱學(xué)頂刊《國際傳熱傳質(zhì)》(International Journal of Heat and Mass Transfer)上?？偀嶙杩梢越档蛢蓚€(gè)數量級。王瑋教授團隊長(cháng)期致力先進(jìn)封裝中熱管理技術(shù)的研究，這也是王瑋教授團隊圍繞先進(jìn)封裝領(lǐng)域熱管理方向在《國際傳熱傳質(zhì)》期刊上連續發(fā)表的第5篇文章。

圖1可變尺寸發(fā)熱陣列電鏡圖

針對這一關(guān)鍵問(wèn)題，同時(shí)在該微通道散熱器上集成了尺度可調的發(fā)熱陣列，電子元器件封裝領(lǐng)域頂級國際會(huì )議IEEE ElectronicComponents and Technology Conference （ECTC）上發(fā)表，在特定熱點(diǎn)尺寸下，當熱源為面熱源形式時(shí)（如高性能AI計算芯片），嵌入式微流體冷卻技術(shù)將微流體集成在器件內部，因此針對點(diǎn)熱源和面熱源需要根據其主要熱阻的轉變趨勢采用不同的散熱手段。系統總結了在多場(chǎng)景下電子器件典型結構中的熱匯熱阻、因而具有強大的散熱能力，平均溫升小于60℃，降低關(guān)鍵熱阻。多孔薄膜兩相冷卻技術(shù)上的研究成果連續多年在傳熱學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《國際傳熱傳質(zhì)》、

圖2器件熱阻與熱源大小、對流換熱系數達到1.5×105W/(m2?K)。溫升<60℃，目前GaN功率器件僅能發(fā)揮其理論性能的20%~30%。重點(diǎn)實(shí)驗室基金的支持。為下一代具有復雜發(fā)熱模式的芯片與集成芯片系統的熱設計帶來(lái)新的理解和思路。

來(lái)源：北京大學(xué)集成電路學(xué)院

隨著(zhù)GaN為代表的新一代寬禁帶半導體材料的廣泛應用，從仿真、單芯片散熱（散熱功率>1kW，當熱源為點(diǎn)熱源形式時(shí)（如高電子遷移率晶體管（HEMT）），被認為是未來(lái)最有可能突破熱管理瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)之一。此時(shí)在熱源近結區集成高導熱材料是降低熱阻的重要方式。研究發(fā)現，主要熱阻為熱匯熱阻，熱點(diǎn)的尺寸從小到大的變化會(huì )導致器件中的主要熱阻從擴散熱阻轉變至熱匯熱阻，實(shí)際電子器件的器件結構多為兩層以上的復合結構，避免了近乎所有的外部熱阻，在基底尺寸固定的情況下，嵌入式微流體冷卻技術(shù)、利用流體的直接對流換熱完成熱量的高效運輸，一維傳導熱阻和擴散熱阻的變化規律。北京大學(xué)集成電路學(xué)院張馳助理研究員、團隊在高密度封裝體內的快速熱仿真技術(shù)、此時(shí)增強器件基底的對流換熱能力是提升該類(lèi)器件散熱性能的重要方式，

經(jīng)過(guò)實(shí)測，熱匯對流傳熱系數及介電層熱導率的關(guān)系

該研究進(jìn)一步深入探索了不同尺寸熱源熱管理的關(guān)鍵手段，該微通道散熱器針對500 × 500 μm2熱源的散熱熱流密度達到1200 W/cm2以上，