电子器件热管理

TPL长期致力于电子器件的热管理研究，拥有完整的热管理解决方案和经验，已经成功应用于多家国内外知名公司。主要技术如下：

1. 被动热管理

被动热管理包括通用型翅片优化设计算法、接触热阻建模和实验测试平台、扩散热阻建模和分析、相变储热基板、热管/平板热管等。A) 建立了通用型翅片优化设计算法，能够准确优化设计单芯片、多芯片阵列的翅片，使得翅片散热性能和芯片温度场最优；B)建立了耦合热界面材料的固-液-固的接触热阻模型，搭建了界面热阻测试平台；C) 建立了单热源、多热源的多尺度扩散热阻理论模型，实现热源位置优化等；D) 制备了相变传热基板，利用相变潜热来缓解高热流密度的电子器件散热。部分结果图如下：

图1 热界面热阻示意图                                                  图2 相变储热基板高真空测试台架                      

图3 体积分数为9.14%的mhBN片晶在复合材料中的排列SEM结果

       

 图4 可替换性相变储热模块制备流程图

2. 主动热管理

主动热管理相对于被动热管理来说，主要区别在于需要额外提供动力源。基于精简热模型优化设计了树形分叉微通道散热器，使得多个热源的温度场均匀，并开展了实验验证；研制了8代高性能微型泵，具有低功率、高扬程的特点；最新研制成功的第8代水力悬浮微型泵摆脱了传统轴承易磨损的缺陷，达到了高性能、长寿命；开发了多种新型的微喷、微通道散热器，并应用大功率探照灯等。

图5 通过CTM模型对均温性微通道进行了设计和实验

图6 主动散热用微型泵研制历程及性能参数

图7(a) 采用平板均热板散热的20瓦LED光源与普通20瓦节能灯照明效果对比; (b)微喷散热器结构示意图；(c)采用微喷散热器的超大功率LED光源；(d)蜂窝状微通道内部实物图。

3. 高温环境下系统解决方案

针对具体实例，耦合被动、主动等多种热管理技术，开发了适用于极端高温环境的热仿真软件，形成有特色的系统性解决方案，如高温高压测井仪热管理等。

图8 保温瓶热仿真软件