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冯丞毅,王翔,赵文生
FENG Chengyi, WANG Xiang, ZHAO Wensheng
摘要: 随着人工智能计算、先进封装和宽禁带功率器件的快速发展,电子系统正持续向高功率密度、高集成度和强多物理场耦合方向演进,热管理已成为制约器件性能、可靠性与能效提升的关键瓶颈。对于2.5D/3D异构集成系统,多热点并存、跨层导热路径延长、热串扰增强以及封装界面热阻累积显著增加了散热难度;而对于碳化硅、氮化镓等功率器件,近结区高热流密度对高效散热提出了更严格要求。内嵌式微通道散热通过将冷却位置前移至热源附近,在缩短传热路径、强化局部换热和提高系统集成度方面表现出明显优势,并逐步发展出分层歧管微通道、针翅强化微通道、射流冲击冷却以及嵌入硅中介层的复合散热结构。与此同时,随着微流散热结构复杂度持续提升,传统依赖计算流体动力学仿真和反复试错的设计方法已难以满足快速优化需求。机器学习方法为微流散热结构的快速建模、多目标优化和智能设计提供了新的技术路径,推动该领域由高保真直接求解逐步走向代理模型加速评估、机器学习驱动优化以及面向动态热载荷的在线热管理。本文围绕2.5D/3D异构集成及功率器件两类典型对象,系统综述微流散热的主要热挑战、关键结构形式、典型应用进展以及机器学习驱动的设计优化方法。