总结
高速集成电路与系统的设计常常受到热方面因素的制约。直至1981年，权威观点仍预测：对于液冷、致密封装的集成电路（IC），可实现的最大功率热流密度约为20 W/cm²。
对流传热理论表明，在正常工作温度下，只要采用微尺度（例如，宽约50 μm）的扩展表面结构，就可以以紧凑方式从IC上移除远高于1000 W/cm²的热流密度。构建高导热、低应力的IC—散热器热界面存在困难，这提示应采用一体化散热器。因此，本研究采用IC微加工技术，在标准厚度硅衬底内部直接设计、制备并测试了新型超紧凑水冷、层流、优化的板翅与针翅散热器。对1 cm²薄膜电阻器测得的最不利情况下的热阻低至0.083 °C/W（例如在1309 W时温升108 °C），与预测结果符合良好。传热能力仍可进一步提高。
在多芯片系统中使用一体化液冷散热器会带来潜在的良率、可靠性、成本与封装问题。将未改动的IC附着到微散热器上似乎是更具吸引力的方法。为避免传统附着方式的问题，本文开发了一种新型芯片附着技术：在散热器衬底中，液体部分填充由微米尺度宽度的回入式毛细结构组成的阵列，使表面张力将IC抛光后的背面压持在与散热器紧密的热接触状态。该键合无空洞、几乎无应力、寿命长，并允许在不损伤散热器衬底的情况下反复拆卸与更换IC。回入式沟槽通过一种新工艺制备：在垂直硅微沟槽上进行化学镀镍。对1 cm²面积，在300 W条件下测得典型界面热阻为0.022 °C/W。
总之，本文采用微加工技术制备了体积极小（0.1 cm³）的新型超高性能液冷散热器，并制备了一种在此类散热器与集成电路衬底之间的新型、无应力、可重复使用的微毛细热界面。这些技术为VLSI系统设计者提供了更大的自由度：在可显著提高功耗的同时，还能同时获得更低工作温度带来的可靠性收益。
Heat-Transfer Microstructures for Integrated Circuits.pdf
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