随着电子芯片的高度集成化,集成芯片工作时发出的热量也急剧升高,高热流密度热源的散热问题成为保证芯片可靠持续工作的首要问题。微通道散热方式是解决高热流密度热源散热问题最具潜力的方式,一直以来,针对微通道散热器的研究都是散热领域的重要课题。本文分别从热仿真边界条件和通道结构等方面对微通道散热器进行优化研究,提出了一种交叉流道并对其结构进行优化,开发了一款软件用于存储查阅交叉流道的热仿真数据,最后将优化的交叉流道应用于典型的高热流密度热源T/R组件阵列和阵面的散热问题中。具体工作如下:(1)常规矩形微通道热仿真边界条件及其通道结构优化研究。在边界条件优化方面分别从热物性参数、流体工质、冷板材料三方面进行优化。在结构优化方面主要针对热交换面积进行优化,分别对流道板间距和流道数量进行了优化,最终得到了较优的流道板间距和流道数量。(2)交叉流道及其结构优化研究。考虑到高集成度芯片阵面散热问题对均温性的要求,提出了一种交叉流道。对比了相同边界条件下常规单向流道与交叉流道的热仿真结果,并对后者的散热效果进行了研究。分别从进出口截面积、流道坡度方面对交叉流道结构进行了优化,最终得到了三种优化交叉流道。对所得三种优化交叉流道和原始交叉流道的尺寸参数及热仿真结果进行整理汇总,设计开发了一款软件用于存储查询交叉流道相关的热仿真数据。(3)交叉流道在T/R组件中的应用。考虑T/R组件作为当下应用广泛的典型高热流密度热源,将交叉流道及其优化结构分别应用于T/R组件阵列和T/R组件阵面。其中在T/R组件阵面散热问题中,分别对无主流道热仿真模型和带主流道热仿真模型进行了计算。讨论研究了带主流道热仿真模型中主流道的分配方式和数量对模型散热效果的影响,设计了四种不同主流道设置方式的交叉流道,对比分析了热仿真结果得出双入四出式交叉流道散热效果最佳。最终按照双入四出式主流道设置方式对优化交叉流道进行实际建模仿真,对比分析热仿真结果得出双入四出式1.5mm-0.5mm坡度变截面积交叉流道散热结果最好。