芯片冷却的相变材料，是怎样填充PDMS-PDMS微通道的？
随着单位面积集成的元器件越来越多，电子设备的功能越来越复杂，性能也越来越好。另一方面，不幸的是，更严重的散热问题成为微电子学的“热门”话题，这也与单位面积的高功耗有关。
笔记本电脑、智能手机和锂电池的整体可靠性和使用寿命受到过热温度升高的威胁，需要合适的冷却解决方案来解决“超越摩尔”半导体器件的热管理挑战。
具有优异导热性的新材料，例如碳纳米管，最近已被用于增强散热。其他材料如相变材料（PCMs）也被使用，因为它们可以在相变过程中在狭窄的温度区间内储存或释放大量的潜热，在储能和热调节领域显示出巨大的潜力。
微通道结构也得到了广泛的研究，可以用空气或填充超湿流体来冷却微电子芯片，通过单掩模工艺制造金属微通道，并实现了一种经济的以空气为冷却剂的芯片冷却解决方案。
制造的微通道充满超湿流体和纳米流体，形成热虹吸沸腾系统。在这些工作中，微通道的制造成为芯片冷却的关键部分。与传统的带有静态鳍片的散热器不同，磁控 CrO 的动态纳米鳍散热器2纳米粒子到热点上，这显著提高了散热效率。
基于液滴的冷却技术也为芯片冷却提供了新的策略。通过沿基板移动液滴，电润湿现象适用于芯片冷却。通过周期性直流 (DC) 脉冲或经优化的交流 (AC) 脉冲对微升大小的液滴增强纳米粒子的电感应振荡也显示出在热点冷却中的潜在应用。
近年来，柔性电子出现在人们的视野中，被认为是一项很有前途的技术，可能对电子设备的未来产生革命性的影响。然而，针对柔性电子产品的冷却解决方案的研究还不够充分。
因为芯片或其他固体电子设备设计的冷却系统通常是刚性的，不适合应用于柔性设备。所以实验测试了柔性散热基板，以实现可穿戴设备更好的散热性能，发现热传导取决于测试材料中的金属量。然而，该设计无法保持恒温。
在此基础上发现了一种扁平的柔性聚合物热管，这是一种高度灵活的热管理解决方案，而尺寸还不够小，无法应用于精细的柔性电子产品，例如电子皮肤和可穿戴电子产品。
PDMS作为一种研究充分的微机电系统 (MEMS) 材料，由于其柔韧性和弹性，可以与柔性电子设备完美集成。将 PDMS 应用于嵌入式电子元件需要改进热交换。掺入合成微金刚石可以改变物理化学性质并提高PDMS的导热性。
PDMS中的10% w/w Al 2O3纳米粒子可以显着提高热导率，在这项研究中，开发了一种使用填充有PCM的PDMS微通道的芯片冷却解决方案，PCMs可以在相当狭窄的温度范围内通过状态或结构的变化从周围环境中吸收或释放大量潜热，在余热利用、蓄能建筑、太阳能存储系统、热舒适纺织品、电子设备的热管理等。
各种相变材料，包括有机、无机和共晶相变材料已被用作潜热型功能材料，其中正十八烷是有机相变材料之一，由于其蓄热密度高、相变温度温和、化学稳定性好等优点，应用最为广泛。
然而，存在一些障碍，例如熔化的正十八烷的泄漏，以及相变过程中的体积变化，这限制了其在微型器件中的实际应用。为了克服这些问题，通常用无机材料或有机聚合物将其微囊化，这是一种将 PCM 封装到具有平行直线微通道的 MEMS 器件中用于芯片冷却应用的新技术。
基于 PDMS 的微通道设备可以用与标准集成电路 (IC) 技术兼容的 MEMS 工艺制造。这种设计结合了 PCM 和微通道结构的优点，有助于有效地冷却过热的微电子芯片。
通过对原型设备的加热测试，基于PDMS的PCM微通道设备可以在一段时间内降低设备的温度，这对于设备冷却是有效的。此外，这种类似贴片的冷却装置灵活且尺寸紧凑，这使得它简单易用，足以与柔性电子设备结合使用。
也就是说，使用 SU-8 模具，采用标准微机电系统 (MEMS) 技术制造了具有微尺度直线的图案。热聚合物粘合技术用于将 PDMS 图案直接粘合到平面聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 薄膜上，从而形成密封的微通道。
n -Octadecane 作为一种相变材料已成功地使用分配机填充在微通道中。红外热图像显示芯片与n之间的温度分布形成鲜明对比十八烷和空芯片在同一加热过程中。该结果表明具有相变材料的微通道装置具有高效的冷却性能。
热刺激测试表明可以实现 16 °C 的低温差，这种微通道器件得益于 PDMS 基板的柔韧性，在满足柔性显示器、电子皮肤和可穿戴电子产品等柔性电子产品的散热需求方面显示出独特的优势。
相变材料的潜热可以使器件的温度在一段时间内保持相对较低，这在不连续有源的柔性电子器件上显示出潜在的应用价值，通过这种方式，它在其他通常刚性或太大而无法应用于柔性电子产品的冷却解决方案中脱颖而出。
