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封装级微流道液冷散热技术方案.docx
资料介绍
封装级微流道液冷散热技术方案
一、引言
随着AI芯片功耗突破千瓦级，传统风冷散热已无法满足先进封装的热管理需求。微流道液冷技术通过在芯片或中介层中集成微米级的冷却流道，利用冷却液循环带走热量，散热效率可达传统风冷的5~10倍。微流道液冷是3D封装和高功率密度芯片散热的关键技术方案。
二、微流道液冷的基本原理
2.1 散热机制
微流道液冷利用冷却液在微米级流道中流动时与流道壁面的对流换热，将芯片热量带走。微流道的直径越小，比表面积越大，对流换热系数越高。
2.2 冷却液
微流道液冷使用去离子水或乙二醇水溶液作为冷却液，水的导热率和比热容高，是理想的冷却介质。
三、微流道的设计
3.1 流道结构
微流道可以是平行直通道、蛇形通道或针翅阵列结构，选择取决于散热需求和压降限制。
3.2 流道尺寸
微流道的宽度和深度通常为50~200微米，间距为100~500微米。流道尺寸越小，散热效率越高，但压降也越大。
四、微流道的制造工艺
4.1 硅微流道
在硅中介层或芯片背面使用DRIE刻蚀制作微流道，硅的导热率高，散热效率好。
4.2 金属微流道
在铜散热盖或微流道冷板中制作金属微流道，使用电镀或机械加工工艺。
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