【摘要】：隨著電子產(chǎn)品小型化、高性能化和多功能化的發(fā)展,封裝密度不斷提高,單位面積的功耗持續(xù)增加,導(dǎo)致封裝體的溫度越來越高。溫度過高不僅使得芯片的工作性能降低、器件燒毀、連線斷裂,而且會因溫差過大而導(dǎo)致封裝體結(jié)構(gòu)斷裂和芯片脫落等問題,所以散熱已成為制約芯片封裝的核心問題。本文對基于低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)基板的單層微流道以及其優(yōu)化結(jié)構(gòu)進行了研究。本文在國內(nèi)外對于微流道研究的基礎(chǔ)上,采用ANSYS軟件對直插型、螺旋型、蛇型、曲線型、H型和樹型6種常見結(jié)構(gòu)的單層微流道進行了建模和仿真。主要研究了微流道結(jié)構(gòu)、入口處水的流速和芯片功率對基板溫度、流道內(nèi)流體的速度和壓強的影響。對不同結(jié)構(gòu)微流道的散熱效果進行了評估,并對入口處水的流速和芯片功率變化對于散熱效果的影響進行了分析。為了滿足更高密度封裝的需要以及對基板溫度分布均勻性的要求,本文在單層微流道的基礎(chǔ)上提出了兩種改進散熱效率和溫度分布均勻性的方案,即雙層結(jié)構(gòu)微流道和嵌銅結(jié)構(gòu)微流道。對雙層結(jié)構(gòu)的微流道和嵌銅結(jié)構(gòu)微流道進行了建模,并對這兩種結(jié)構(gòu)微流道在不同入口處水的流速、不同芯片功率下的不同結(jié)構(gòu)微流道的基板溫度分布、流道內(nèi)流體的速度分布和壓強分布進行了仿真分析,并與改進前的單層結(jié)構(gòu)微流道進行了對比研究,對改進后的微流道的總體性能進行了評估。本文最后研究了基板材料對微流道散熱的影響。對基于高溫共燒陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic,HTCC)材料和硅(Si)材料的微流道的基板溫度分布進行了仿真,并與基于LTCC材料的微流道的基板溫度分布進行了對比,得出了材料屬性對于微流道散熱的影響。本文還對微流道內(nèi)部結(jié)構(gòu)(流道的尺寸、流道拐角的形狀)對散熱和流體運動的影響進行了簡要的分析。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN405

【參考文獻】

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1 張泠;羅勇強;劉忠兵;孟方芳;;電子設(shè)備熱電散熱器的節(jié)能優(yōu)化研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年03期

2 岳帥旗;劉志輝;徐洋;張剛;;基于LTCC的微通道散熱設(shè)計[J];電子元件與材料;2011年12期

3 陳品;吳兆華;黃紅艷;張生;趙強;;LTCC中埋置大功率芯片散熱的三維有限元分析[J];電子與封裝;2011年03期

4 沐方清;張楊飛;;三維微流道系統(tǒng)技術(shù)研究[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報;2011年01期

5 劉志遠;鄭源;張文佳;司佳鈞;;ANSYS-CFX單向流固耦合分析的方法[J];水利水電工程設(shè)計;2009年02期

6 陳巖;郭宏;李秀清;;美國高溫微系統(tǒng)封裝技術(shù)現(xiàn)狀[J];半導(dǎo)體技術(shù);2009年03期

7 李慶友;王文;周根明;;電子元器件散熱方法研究[J];電子器件;2005年04期

8 崔學(xué)民;周濟;沈建紅;繆春林;;低溫共燒陶瓷(LTCC)材料的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報;2005年04期

9 楊旭,馬靜,張新武,王兆安;電力電子裝置強制風(fēng)冷散熱方式的研究[J];電力電子技術(shù);2000年04期

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本文編號：2548659