21世纪以来,半导体行业发展迅猛,随着微电子技术和微纳加工制造技术的发展,电子芯片不断更新换代,不仅性能更加强大,而且体积趋于微型化、集成化,电子器件也朝着高功率、高集成化发展。在这种发展趋势下,电子器件工作时产生的热量随之增大,若不能有效的散发,会导致芯片工作温度升高,进而引发器件性能的恶化甚至损坏。因此,良好的散热技术成为解决芯片散热、提高电子器件性能的关键。传统的风冷散热已无法满足高性能计算机的散热需求,而商用水冷散热器的体积较大,并且性能较好的水冷散热器价格较为昂贵。压电泵因结构简单、无电磁干扰、易于集成等特点,可与热沉进行集成为体积小巧的水冷散热器。并且,因微通道热沉具有良好的散热性能而被广泛应用于芯片散热系统之中。为此,本研究以压电泵为驱动源,结合微通道热沉构建了面向CPU散热的压电驱动式散热系统。本文从散热系统的驱动单元和热沉两方面进行研究,首先,基于压电理论及阀门的作动原理提出了球阀压电泵和伞形阀压电泵,并进行了试验研究,分析讨论了两种压电泵的输出特性和运行噪音。其次,根据分叉流道传输理论,设计了六种不同结构的微小通道热沉,通过数值模拟计算,分析了各热沉的流阻和传热特性。随后,分别将球阀压电泵、伞形阀压电泵与各微小通道热沉装配为压电驱动的散热系统,并进行试验研究,系统分析了各散热系统的输出性能和散热效果;同时,对比分析讨论了不同压电泵驱动散热系统的散热性能差异。最后,建立了微小通道热沉的热-流-固耦合计算模型,研究了不同微小通道散热系统作用下CPU表面的热分布以及各热沉内流道的流场流动特性。仿真结果与试验结果相吻合,验证了数值计算模型的准确性。