0　引言

　　隨著電子芯片行業(yè)的飛速發(fā)展，電子元器件的運算速度、工作性能的不斷提升，芯片的發(fā)熱量和發(fā)熱功率也不斷增加。著名的“10℃法則”指出，電子芯片的工作溫度每升高10℃，其工作可靠性將會降低50%[1]。目前電子芯片散熱最常用的方法是強制風冷，然而隨著芯片的高度集成化、高熱流密度化，傳統(tǒng)的風冷已達到了冷卻極限，不能滿足功率日益增大的電子芯片的散熱要求。微通道水冷技術以其優(yōu)越的散熱性能越來越受到關注。目前水冷散熱器的結構設計以及性能測試主要通過實驗的方法進行驗證，但這種方法存在周期長、結構加工難度大、實驗數據誤差大，同時還會造成材料浪費等問題。

　　隨著計算機性能的提高和計算流體力學的飛速發(fā)展，通過計算機模擬仿真得到實驗結果成為了現實。本文通過建立芯片微通道水冷散熱器三維模型，運用ANSYS軟件對影響散熱性能的三種因素進行模擬分析，得出不同因素對芯片溫度場分布的影響，為實驗提供了有力的理論指導，縮短了實驗周期，節(jié)約了實驗成本，能有效減小實驗誤差。

　　1　芯片微通道散熱器模型的建立

　　散熱器的工作原理：冷卻液體在泵的作用下先增壓，增壓后的冷卻液進入吸熱盒(水冷頭)，與高熱流密度的發(fā)熱芯片進行熱量交換;換熱過程結束以后，吸熱升溫的高溫冷卻液在泵壓的驅動下再次進入外部散熱器，在強制風冷的輔助下進行散熱，高溫冷卻液經過散熱器散熱后溫度降低，降溫后的冷卻液再次在泵的驅動下進入吸熱盒吸熱，然后進入散熱器散熱，這樣循環(huán)往復，周期性地將芯片的發(fā)熱量釋放到周圍環(huán)境中，實現芯片降溫冷卻的目的。

　　本文所使用的芯片微通道散熱器模型如圖1所示。該芯片散熱器的長50mm、寬30mm、高7mm、壁厚5mm、進出口直徑為4mm，散熱器內部采用矩形微通道結構，矩形肋的厚度為0.22 mm、肋間距為0.38mm、肋高為5mm、肋長為20mm。散熱器底部的方形結構就是電子芯片(如圖2 所示)，尺寸為20mm×20mm。