电子科技的发展如火如荼,微电子器件的应用遍布各个领域。一直以来,电子器件的热管理都至关重要。随着器件尺寸的缩小,耗散空间变得越来越狭窄,功率密度愈发集中,局部过热问题突出,热点冷却面临挑战。基于电流体动力效应（EHD）的离子风散热技术作为一种较新型的冷却技术,具备结构紧凑、无机械部件、静音、易集成等优点,在微电子器件冷却应用方面潜力巨大。研究者们从电极构型、操作条件、电离环境、电极极性等方面进行了大量研究,取得了一定进展。但在有限空间中,针对存在非均匀热流密度的强化换热研究还十分有限,需要进一步研究。本文以带有局部热点的微电子器件为研究对象,建立了耦合电场、流场和温度场的多物理场EHD空气电离数值模型,通过优化电极结构、参数和布置方式,提出了新的构型设计,强化微电子器件的热点冷却。通过对比研究,证明了在受限空间内通过离子风技术进行热点冷却的可行性,研究了针对单个热点和多个热点的电极布置策略,揭示了冷却性能提升的物理机理。结果表明,部分接地配置适用于单个热点冷却,而全接地则更适合多个热点。电极的布局在提高冷却性能方面起着重要作用。提出了适用于单个热点冷却的三种效应机制:直接冲击效应、多电极的势垒效应和通道入口效应。而在多个热点冷却中,上述准则并不适用,进而提出了“强化电极对”的新概念,有效地增强了有限空间中多个热点的传热特性。为进一步提高离子风的热点冷却能力,将多孔介质与基于EHD的离子风装置集成,研究了电极构型、多孔介质几何和物理参数对热点冷却的影响,最后对整体结构进行了优化。电极构型包括针-板、针-网和针-环构型,多孔介质参数包括几何参数、孔隙率、渗透系数和二次阻力因子。结果表明,针-环构型具备明显优势,能在较低功耗下获得最好的换热性能。多孔介质的体积存在最佳值,使得换热性能最强。选择具备更高孔隙率、更大渗透系数和更小阻力因子的多孔介质有助于提升整体换热性能。多孔介质翅片热沉能够进一步改善热点冷却,经过优化,可以在10 kV的操作电势下满足90 kW/m2的换热需求。