硅基微射流冲击沸腾热沉
芯片级沸腾强化
集成微型加热器和RTD的分布式微射流阵列,专为芯片级散热设计的可单片集成方案。
Jinya, Liu · 吴慧英 · Xia, Hua · 刘振宇
Applied Thermal Engineering 2024
具体参数
- 临界热流密度
- {'zh': '938', 'en': '938'} W/cm²
- 最大换热系数
- {'zh': '121', 'en': '121'} kW/(m²·K)
- 起始核态沸腾壁面过热度降幅
- {'zh': '17.97', 'en': '17.97'} °C
技术优势
沸腾提前启动
SDS降低表面张力,激活更多成核位点,使起始核态沸腾所需壁面过热度降低,最大降幅达17.97°C。
临界热流密度翻倍
SDS减小气泡脱离直径并增强气泡间排斥力,阻止气泡合并,使2500 ppm溶液在较低雷诺数下达到938 W/cm²。
换热系数显著提升
成核位点增多和气泡脱离频率加快,使最大换热系数达121 kW/(m²·K)。
温度更均匀
SDS溶液形成更稳定均匀的小气泡流,实现优异的基底温度均匀性并抑制大幅沸腾振荡。
应用场景
- 芯片液冷:用微射流冲击沸腾直接冷却芯片热点,替代传统风冷或间接液冷。
- 高热流密度散热:面向高热流密度器件,938 W/cm²散热能力满足下一代芯片需求。
- 柔性电子散热:硅基MEMS工艺可与柔性基底集成,为可穿戴设备提供局部强化散热。
- 5G基站热管理:高功率密度射频模块可用此方案实现紧凑、高效的两相散热。