技术资料
白皮书
MEMS微纳传热器件
发布日期 2025
微纳尺度器件在芯片散热等应用中正面临严峻的传热挑战,因此需要研究材料在不同外场作用下的传热特性。本研究以 MEMS 结构为基础,构建了一种能够实现电压调控应变场的模型,以探索应变对材料热物性的影响。
我们设计了具有梳齿结构的 MEMS 模型,并在 COMSOL Multiphysics 中利用结构力学模块与 AC/DC 模块针对应变场调控进行多物理场耦合仿真(图1)。通过施加电压控制梳齿间的静电力,使器件产生应变场。由于结构复杂,直接解析计算较为困难,因此采用载荷递增法模拟不同电压下的应变分布。仿真结果表明,当电压达到约 200 V 时,梳齿结构产生约 2 μm 的位移(图2),验证了电压调控应变场的可行性,并为后续的热学特性研究奠定基础。
在获得应变场的可控性后,我们进一步考虑器件的功能拓展,提出将其改造成具有可调控特性的“热开关”。为此,在原有结构基础上增加中心对称梳齿(图3),研究近场热辐射随中间梳齿间距变化而如何变化,从而达到“热开关”的效果。
综上,本研究通过电压调控应变场,构建了可调节热性能的 MEMS 结构,为微纳尺度器件热管理与能量调控提供了新的研究思路和潜在应用方向。
下载
- 43-MEMS Thermal Devices.pdf - 0.55MB
