基于微喷射结构的计算机芯片冷却试验研究

在计算机芯片冷却方式中,喷液冷却比风冷和微槽道液冷效率高,冷却效果好。普通机械泵及压电薄膜泵无法满足微孔尺度的微小化带来的高驱动压力问题。利用叠堆式压电陶瓷作为致动器,设计了一种基于叠堆式压电陶瓷驱动流体进行喷射冷却的冷却器,进行了同一驱动参数下微孔数量与尺度配比冷却实验研究,试验结果表明:相同面积的微喷板上采用多数量小孔径结构的微喷冷却器具有较佳的冷却效果。     

热驱动微光学

通过实例研究和近期报道的文献,论述了热驱动微光学的研究进展。驱动器主要通过应用在液体和液气界面的压力来调控光学微流体,包括微镜片和薄膜微透镜,热驱动器利用芯片上的温度变化产生所需要的压力差,从而对微透镜进行调控。同时还讨论了用于微光学结构的各种设备、结构、液体和膜材料,并提供了典型操作特性。     

电液动力微泵的实验分析

本实验运用MEMS技术在硅片上加工了一种新型电子冷却微泵-电液动力微泵,微泵由一组平面电极组成,施加直流来驱动流体.相关实验研究表明微泵的性能与施加电压、工作介质,电极结构和材料以及工作环境有关.     

大功率光导开关硅微通道散热器设计与测试

 因焦耳加热导致光导开关芯片温度升高并形成局部热点,影响了光导开关功率容量、重复频率和寿命的提高,因此需对光导开关进行主动冷却。设计了一种矩形微槽硅微通道散热器,其由散热器本体和盖板两部分组成,散热器本体上设有分流槽、矩形微槽阵列、汇流槽,盖板通过半导体刻蚀工艺形成通孔,两部分通过硅-硅键合工艺连接以形成闭合通道。以水为工质,实验测试了不同冷却工质流量、进口温度时微通道散热器的换热性能、温度均匀性和流体阻力,证明该微通道散热器在适中的冷却工质流量下具有较高的换热性能、较低的流体阻力和较好的温度均匀性,满足重复频率大功率光导开关的散热冷却需求。     

电子器件冷却技术

文章讨论了电子冷却的对象和冷却方法;论述了微通道冷却、新型热管、热喷射、集成热路等新的冷却方法;介绍了介观制冷器、热电子发射制冷开发中的冷却/制冷技术.     

基于电子散热新技术的研究

随着微电子技术向小型化集成化及高频高速方向发展,热流密度急剧增加,电子散热问题己成为制约微电子工业发展的瓶颈。而传统的冷却方式不能满足其散热要求,促进人们研究和发展新的散热方式。文中就几种新型的散热技术如微通道冷却、微射流冷却、微热管冷却的研究现状、存在的问题及今后的研究方向进行综述。     

微流体芯片中的癌症生物物理研究

文章从生物物理的新角度出发,介绍了如何利用微流体技术研究癌症的一系列重大问题,其中包括:构建三维微型结构体,用于在体外模拟和研究肿瘤细胞侵袭组织的细胞生物行为;开发新型微流体芯片,以检测血液中循环肿瘤细胞,并分析将其应用于临床中的可能性。文章还展望了飞秒激光三维直写技术构建肿瘤细胞转移模型的应用前景。     

芯片微通道沸腾相变过程中流动交变现象探析

亚微米芯片通道中的沸腾相变极不稳定,在某些条件下,在芯片微通道的同一位置处会出现不同相态流体的交变现象,并伴随有剧烈的热力参数波动。本文通过显微观测和高速摄影技术,对芯片微通道沸腾相变过程中不同相态流体交变现象的成因及特点进行了揭示和分析,这对认识高热流密度条件下芯片微热沉中的流动非稳定性问题具有重要意义。     

微射流阵列冲击恒热流壁面换热数值模拟

微射流冲击作为一种高热流冷却技术,在大功率激光器、微电子芯片等微型高热流器件冷却方面有广阔应用前景.本文对微射流阵列冲击恒热流表面的换热情况进行数值模拟,详细分析了微射流阵列的换热特点,对比了射流孔顺排和叉排方式的冷却性能,得出射流入口雷诺数、射流孔间距、射流高度等因素对冷却特性的影响规律.     

基于微流控技术的新型可调光衰减器

基于微流控技术提出了一种新型可调光衰减器核心芯片结构,利用微流体和可压缩空气实现光衰减的可控调节,并基于此核心芯片设计了两种应用不同驱动技术的微流控光衰减器。通过高斯光束传播理论、亥姆霍兹方程、光场耦合理论与Mathematics软件分析了光衰减器内部光场分布特性,考虑了流体端面衍射影响,给出了流体端面位置与衰减量的关系及响应时间等性能参数。理论表明基于微流控技术的可调光衰减器衰减范围大于50dB,系统响应时间约为0.01s,具有衰减范围大、响应快、插入损耗小、回波损耗大的优点。所提出的光衰减器为寻求小体积、高性能、易集成、灵活可调的新型光通讯器件提供了新的思路。     

计算机CPU芯片散热技术

随着计算机CPU芯片朝高集成化、小型化和高频化趋势发展,为CPU提供高效的散热方案成为全球关注的研究热点。阐述了高温对CPU性能影响的机理,综述了常用的CPU散热技术如风冷、水冷散热、热电制冷及热管散热和微槽道散热技术的原理,研究进展及优缺点,并对这一领域的发展前景进行了展望。     

芯片冷却用热管散热器的数值模拟研究

随着计算机性能的提高,CPU散热量也持续增大,并导致了能量分布不均匀,所以高热流密度热控制或大型服务器的冷却处理方式已受到广泛关注。文中对大型计算机服务器CPU的耗能量、冷却效果等进行了实验研究,提出通过采用导热板扩大CPU散热面积的同时,采用高导热相变方法来解决高热流密度器件冷却的处理办法。研究结果证实,对高热流密度器件,依靠增大外界气流的速度来改善散热器的冷却性能并不明显,采用高效热管散热器来强化芯片传热,可满足计算机服务器CPU的冷却要求。     

微重力下微结构表面强化沸腾换热研究

为了提高航天器中电子器件的冷却效率,本文利用干式腐蚀方法形成方柱微结构,通过控制加热电流方法,在北京落塔进行了持续3.6 s有效微重力时间的过冷FC-72池沸腾强化换热实验研究。研究结果表明:相比光滑表面,方柱微结构表面利用其独立于重力水平的毛细作用力,显著地强化了微重力沸腾换热。     

电子芯片散热器特性的测试研究

电子芯片散热问题的解决进程直接影响着计算机技术的发展。目前,电子芯片冷却中应用最广泛的仍然是空气散热器。因此,对散热器的性能进行检测非常重要,但缺少统一的标准检测与评价方法。本文采用一个试验装置对两个不同类型的散热器的性能进行测试,并对结果进行整理,分析了散热器的稳态、瞬态下的储热和散热性能。从而探索了标准的散热器性能评价方法及标准的散热器性能测试方式。     

微型热管的研究进展

微型热管是伴随微电子技术的发展而发展起来的一门新兴技术,是有效冷却高热流密度电子器件的主要途径之一。阐述常用的微型热管即脉动热管、微槽平板热管、环路热管的研究现状和进展,总结微型热管研究所面临的困难和挑战,指出微型热管的发展趋势,认为必将广泛应用于电子器件冷却、航空航天及计算机等领域。     

高功率固体激光器喷雾冷却技术

 喷雾冷却作为一种解决高功率激光器散热需求的技术得到越来越多的关注。结合近几年的研究工作,综述了喷雾冷却技术的研究现状。针对高功率激光器的散热需求,主要从传热机理、影响因素、温度均匀性方面进行阐述,分析了存在的问题。提出将制冷系统和喷雾系统结合、R600a等制冷剂为冷却剂的冷却方案,设计了气助式制冷喷雾冷却系统,分析了适用于制冷喷雾冷却系统的工质,提出了喷雾冷却技术在高功率固体激光器散热中的发展方向。     

用激光测量高热可靠性电子器件的热变形

本文提出了一种测量大功率电子器件热变形的双曙光激光全息干涉法，针对一种可靠性要求很高的电子器件-火箭点火用固态继电器进行实际测试，试验结果表明，固态继电器在大负载功率工作状态时，芯片表面的干涉条纹较多，条纹弯曲程度较大，因此反映了芯片热变形和热应力增大趋势较为明显。     

微结构接触界面热阻

微纳米结构的接触热传输是热电转换、超导冷却、集成芯片散热等高技术领域面临并必须着力解决的技术问题,它区别于宏观热传输,具有为尺度依赖效应和多个微观特征量。文中从微结构接触热传输阻力角度出发,探讨了接触热阻及界面热阻区别,阐释了微尺度的特征量,接触界面热阻实验及理论研究方法、实验参数的测量,接触热阻及界面热阻的材料选择。通过接触界面热阻这些方面的研究,为研究接触界面热阻研究提供了较全面的参考。