Estudo experimental da transferência de calor em um dissipador de microcanais e água como fluido refrigerante

Com o avanço da tecnologia, os circuitos eletrônicos são fabricados em tamanhos cada vez menores e com maior potência de processamento de dados. Atualmente os chips estão sendo produzidos em pequenas áreas, com mais de 1010 transistores encapsulados, o que causa aumento de calor gerado e assim elevação da temperatura de operação. A elevada temperatura é responsável pelo aumento de falhas e ocasiona a diminuição da eficiência dos mesmos. As falhas mais frequentes causadas pelo aquecimento dos circuitos integrados são o aumento do estresse mecânico nas juntas de solda, que podem quebrar ou romper contatos por fadiga térmica; incompatibilidade de expansão térmica dos diferentes materiais; a modificação do desempenho elétrico do dispositivo; o aumento de correntes de fuga, a aceleração do processo de corrosão e a ocorrência de eletro migração. Devido a isso, o presente trabalho apresenta uma análise experimental de um sistema de microcanais com escoamento de fluido monofásico, água, para a dissipação de calor e, portanto, a diminuição da temperatura de um sistema, que representa uma placa de circuito com componentes eletrônicos. Os microcanais foram desenvolvidos em uma fita adesiva e termocondutiva dupla face com uso de uma impressora de corte. O dispositivo mede 50 x 70 mm e possui 10 microcanais paralelos de seção retangular com 800 µm de largura e 400 µm de altura, resultando em um diâmetro hidráulico do canal de escoamento de 533 µm. Testes são realizados para diferentes fluxos de calor e vazões de líquido. Os resultados demonstraram que houve diminuição das temperaturas da parede comparando as velocidades mássicas, obtendo-se uma variação média de 10,2 °C quando modificado a velocidade mássica de 51,2 kg/m²s para 102,4 kg/m²s, onde o fluido refrigerante apresentou uma redução de 27,5 °C.