为了减少接口热阻对微通道散热性能的限制，提出了一种内置在模块外壳内的微通道散热单元的设计架构，以满足新一代大功率芯片的热控制要求。对内置微通道的传热特性进行了数值模拟和分析，选择了最佳的结构参数组合。在优化设计参数的基础上，结合UV-LIGA微加工技术、精密扩散焊接技术和微装配技术，开发了嵌入式微通道散热单元的仿真样机。为了验证模拟样品的散热效果，开发了微通道换热器性能测试系统。结果表明，内置微通道散热单元的热流密度为274.2w/cm2，可以保证大功率芯片在允许的温度范围内工作。该设计方法值得在局部热流较大的电子器件的热设计中推广应用。