發(fā)布時間：2017-02-05 10:43

  本文關(guān)鍵詞：大功率集成電子器件熱仿真分析及液冷系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2014年

大功率集成電子器件熱仿真分析及液冷系統(tǒng)研究

劉福東  

【摘要】：近年來，電子器件的應(yīng)用遍布各個領(lǐng)域，且隨著科技的發(fā)展，電子器件的發(fā)展逐漸趨于微型化和集成化。微型化和集成化的電子器件不僅增大了加工和裝配難度，同時增大了電子器件的散熱難度。據(jù)統(tǒng)計，絕大部分的電子器件損壞是由于溫度過熱引起的。所以，大功率集成電子器件的散熱問題對電子器件的正常使用至關(guān)重要。在眾多的電子器件熱控制手段中，強迫液冷方式因具有較高的散熱效率成為電子期間應(yīng)用領(lǐng)域的一項熱點。 本文以某大功率集成電子器件為熱設(shè)計對象，分析其發(fā)熱特點，并設(shè)計出一套基于液冷冷板的強迫液冷循環(huán)系統(tǒng)。首先，建立大功率電子器件的物理模型，并對大功率集成電子器件進行了熱仿真模擬，包括電子器件的瞬態(tài)熱仿真模擬和穩(wěn)態(tài)熱仿真模擬。通過電子器件的瞬態(tài)熱仿真，得到電子器件在飛行段達到溫度上限125℃的時間隨冷板厚度的變化關(guān)系，即冷板厚越大電子器件達到溫度上限的時間越長；通過電子器件的穩(wěn)態(tài)熱仿真分析，得到電子器件端子側(cè)面平均溫度小于70℃時，能保證電子器件內(nèi)部芯片溫度低于125℃。 其次，根據(jù)電子器件的熱仿真模擬結(jié)果，設(shè)計換熱的液冷冷板。首先根據(jù)電子器件的結(jié)構(gòu)形式及端子孔的位置并考慮加工難度，對不同流道鋪設(shè)方式和流道彎角形式的冷板進行流動和換熱表現(xiàn)的比較，最后選擇流道形式為半圓彎角45°斜流道的冷板進行后續(xù)的流動和傳熱分析。流動和傳熱分析包括三部分：冷板流道截面當(dāng)量直徑和深寬比對內(nèi)部流體流動和傳熱的影響；并根據(jù)熵產(chǎn)理論分析了流體在流動和傳熱過程中造成的能量損失；從冷板內(nèi)流體的流動和傳熱表現(xiàn)以及能量損失三個方面對冷板進行了優(yōu)化分析，并提出了優(yōu)化方案。 最后，設(shè)計了電子器件的液冷實驗系統(tǒng)，選購相關(guān)實驗設(shè)備進行及設(shè)計測控系統(tǒng)的PLC程序后，對該液冷系統(tǒng)進行了簡化實驗研究。通過實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果的對比，驗證了之前數(shù)值模擬的合理性，并得到液冷系統(tǒng)的流阻特性，為工程實際提供參考。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK124
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任楓軒;李洋;;印刷電路板制作中電子元件熱設(shè)計分析[J];辦公自動化;2007年16期

2 余小玲;張榮婷;馮全科;;大功率模塊用新型冷板的傳熱性能研究[J];電力電子技術(shù);2009年12期

3 周濤,湯姆·鮑勃,馬丁·奧德,賈松良;金錫焊料及其在電子器件封裝領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];電子與封裝;2005年08期

4 張雪粉;陳旭;;功率電子散熱技術(shù)[J];電子與封裝;2007年06期

5 辛明道，師晉生;微矩形槽道內(nèi)的受迫對流換熱性能實驗[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1994年03期

6 田灃;;射流冷卻技術(shù)研究[J];航空計算技術(shù);2006年03期

7 夏國棟;翟玉玲;崔珍珍;李藝凡;;帶有內(nèi)肋的凹穴型微通道熱沉的熵產(chǎn)及傳熱特性分析[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2013年08期

8 晁涼杰;鐘詩勝;;新型陣列噴射沖擊間接液體冷卻冷板實驗研究[J];機械設(shè)計與制造;2014年02期

9 劉巍;朱春玲;;分流板開孔面積對微通道換熱器流量分配的影響[J];流體機械;2014年01期

10 蘇尚美;張亞男;成方園;侯雪梅;;微通道換熱器的特性分析及其應(yīng)用前景[J];區(qū)域供熱;2007年05期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 潘寶霞;賈朝陽;;擠出機雙流道筒體的設(shè)計及換熱能力的計算與分析[J];工程塑料應(yīng)用;2010年09期

2 許建柳;;復(fù)合墻體室內(nèi)溫度響應(yīng)研究[J];四川建筑科學(xué)研究;2010年03期

3 李茜;蘇華;李曉虹;張燕;;地源熱泵豎埋U形換熱器一維數(shù)值模型[J];四川建筑科學(xué)研究;2012年02期

4 李傳瑞;王立濤;葛仁余;余小魯;陳志浩;;CSP連軋過程變形的有限元分析[J];安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年04期

5 宋如敏;王恒青;;農(nóng)產(chǎn)品加工的供熱管道在傳輸過程中的熱損耗分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年02期

6 黃宏娟;崔碧峰;鄒德恕;張楠;陳依新;沈光地;;808nm半導(dǎo)體激光器燒結(jié)工藝的研究[J];半導(dǎo)體光電;2007年03期

7 丁凱凱;馮士維;郭春生;劉靜;;大氣與真空下功率VDMOS散熱特性研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2011年07期

8 劉達德;;對于改進國產(chǎn)內(nèi)燃機車冷卻系統(tǒng)的幾項建議[J];北方交通大學(xué)學(xué)報;1986年03期

9 翟喚春,尚娜,王浚;環(huán)境試驗設(shè)備的狀態(tài)空間法仿真設(shè)計[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2004年02期

10 謝永奇,余建祖,趙增會,秦彥;矩形微槽內(nèi)FC-72的單相流動和換熱實驗研究[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2004年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季玲玲;周光魏;寇智慧;趙保國;杜志明;郭澤榮;;圓柱形煙花熱自燃數(shù)學(xué)模型研究[A];全國危險物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會論文集（上）[C];2011年

2 魏琪;趙俊;;太陽能空氣集熱器傳熱性能實驗研究[A];中國建筑學(xué)會建筑熱能動力分會第十六屆學(xué)術(shù)交流大會論文集[C];2009年

3 介鵬飛;李德英;;能耗統(tǒng)計在建筑節(jié)能工作中的應(yīng)用[A];中國建筑學(xué)會建筑熱能動力分會第十六屆學(xué)術(shù)交流大會論文集[C];2009年

4 楊娟;馮詩愚;劉衛(wèi)華;;計算機芯片冷卻技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[A];中國建筑學(xué)會建筑熱能動力分會第十六屆學(xué)術(shù)交流大會論文集[C];2009年

5 賀建忠;幸利;馬康康;;電解槽保溫技術(shù)的應(yīng)用與探討[A];2011（昆明）中西部第四屆有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

6 孔令斌;;斯特林熱機逆流換熱式回?zé)崞鱗A];2011中國太陽能熱利用行業(yè)年會暨高峰論壇論文集[C];2011年

7 趙博;武傳松;;水下濕法焊接溫度場的數(shù)值模擬[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

8 宋小偉;孫斌煜;;雙輥帶材鑄軋側(cè)封技術(shù)中熔融鋼液液面寬度對側(cè)封板所受溫度場和應(yīng)力場的影響[A];第十二屆全國鑄造年會暨2011中國鑄造活動周論文集[C];2011年

9 張靖巖;史毅;呂振綱;仝玉;王禮;;結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火隔熱性計算模型[A];2010中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2010年

10 田立柱;朱國慶;張國維;;基于性能化的大空間建筑鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計[A];2011中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高曉陽;甘肅河西大麥麥芽干燥控制系統(tǒng)研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 左遠志;熔融鹽高溫斜溫層混合蓄熱的熱過程特性[D];華南理工大學(xué);2010年

3 姚棟偉;汽油機燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

4 朱登亮;槽形豎壁冷凝強化規(guī)律研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];華東理工大學(xué);2011年

5 李國富;高溫巖層巷道主動降溫支護結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

6 閻秦;太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

7 李先春;褐煤提質(zhì)及其燃燒行為特性的研究[D];大連理工大學(xué);2011年

8 譚曉倩;活化生土基低碳節(jié)能村鎮(zhèn)建筑材料研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 晁侃;微流控系統(tǒng)調(diào)控電滲流和熱效應(yīng)數(shù)值研究[D];華中科技大學(xué);2011年

10 劉東;高熱流密度微結(jié)構(gòu)散熱器換熱特性的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐振華;微尺度下水的溫度場測量實驗研究[D];華東理工大學(xué);2011年

2 紀翠娟;平面熱源低溫差散熱的數(shù)值模擬研究[D];浙江大學(xué);2011年

3 薛小海;無線基站的散熱和噪聲改進[D];西安電子科技大學(xué);2011年

4 董鋒;液冷冷板內(nèi)S型及S型加分流片流道仿真與優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2011年

5 徐達人;電子設(shè)備冷板等效及三場仿真優(yōu)化技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

6 黃國基;新型In-Ag無鉛焊膏的制備及其性能研究[D];中南大學(xué);2011年

7 白麗;電力電子集成模塊熱等效裝置設(shè)計與實現(xiàn)[D];山東大學(xué);2011年

8 徐揚;半導(dǎo)體激光器AuSn焊料燒結(jié)工藝優(yōu)化與器件特性評價[D];長春理工大學(xué);2011年

9 楊娟;電子芯片冷卻用微型膜式壓縮機理論研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

10 高輝霞;不同冷速對共晶Zn-4Al-3Mg合金組織形成及其性能的影響[D];天津大學(xué);2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊雙根,金開軍,朱春玲;液冷組件熱設(shè)計[J];安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年04期

2 顧學(xué)歧,李峻勤;冷板的優(yōu)化設(shè)計及強度計算[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1998年01期

3 楊春信,袁修干;穿透式冷板的傳熱分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;1996年06期

4 王乃華;滕斌;高翔;駱仲泱;岑可法;;螺旋翅片管束換熱過程的熵產(chǎn)分析[J];動力工程;2009年02期

5 蔣長順;謝擴軍;許海峰;朱琳;;三維多芯片組件的散熱分析[J];電子與封裝;2005年11期

6 賴天華;板翅式冷板的計算機輔助設(shè)計[J];電子機械工程;1999年04期

7 劉煥玲,邵曉東,賈建援,王衛(wèi)東;計算機芯片的散熱研究[J];電子機械工程;2005年03期

8 楊冬梅;徐德好;;液冷冷板的研究[J];電子機械工程;2006年01期

9 徐德好;;微通道液冷冷板設(shè)計與優(yōu)化[J];電子機械工程;2006年02期

10 劉靜;周一欣;;芯片強化散熱研究新領(lǐng)域——低熔點液體金屬散熱技術(shù)的提出與發(fā)展[J];電子機械工程;2006年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳群;對流傳遞過程的不可逆性及其優(yōu)化[D];清華大學(xué);2008年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;五輛新型冷板車投入運用[J];鐵道車輛;1986年10期

2 裴祥林,張志剛;數(shù)字式冷板冷藏車檢溫儀[J];鐵道車輛;1988年04期

3 張景陽;冷板冷藏車通過部級鑒定[J];鐵道車輛;1990年01期

4 趙悌蓀;李林;;發(fā)展冷板車的一條新途徑——利用淘汰的冷藏車改成冷板車和充冷站[J];制冷學(xué)報;1991年02期

5 劉國豐;冷板冷藏車運用方式的探討[J];鐵道車輛;2000年08期

6 郭憲民,楊小龍;板翅式冷板表面溫度分布的數(shù)值計算和實驗研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2003年05期

7 詹耀立,王忠堂,梅瑞斌,武小娟,趙憲明;冷板車運輸貨物時車內(nèi)溫度場數(shù)值模擬[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報;2004年02期

8 孟華,楊培志;冷板冷藏車內(nèi)冷凍板凍結(jié)過程數(shù)學(xué)模型的建立[J];制冷與空調(diào)(四川);2004年04期

9 闞杰,郝亮,李濤,李強,袁秀玲;機械冷板冷藏車的發(fā)展與改進方向[J];制冷與空調(diào);2005年05期

10 楊培志;劉向龍;;冷板冷藏車內(nèi)冷板換熱性能的研究[J];制冷與空調(diào);2006年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 徐偉杰;;蒸發(fā)腔冷板的應(yīng)用[A];中國電子學(xué)會電子機械工程分會2009年機械電子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 馬迎曙;;組合式散熱冷板結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[A];2008年電子機械與微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

3 張葆森;裴一飛;袁偉峰;郄殿福;;熱沉冷板熱性能模擬分析[A];第八屆全國低溫工程大會暨中國航天低溫專業(yè)信息網(wǎng)2007年度學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

4 江海東;李元生;;功放組件冷板的制造工藝[A];2006年全國電子機械和微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

5 臧建彬;何淑靜;顧春花;;機械冷板冷藏車冷凍板充冷過程研究——Ⅱ部分:充冷過程模擬分析[A];上海市制冷學(xué)會二○○一年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

6 鄒京生;;鐵路冷板冷藏車的研究和試驗[A];上海制冷學(xué)會一九八九年年會論文集[C];1989年

7 錢吉裕;束瑛;;微小通道冷板的快速仿真設(shè)計方法[A];中國電子學(xué)會電子機械工程分會2009年機械電子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

8 王健;;大型復(fù)雜液冷冷板的熱設(shè)計仿真方法[A];2008年電子機械與微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王剛;[N];物資信息報;2005年

2 思文;[N];現(xiàn)代物流報;2007年

3 思文;[N];現(xiàn)代物流報;2007年

4 包斯文;[N];現(xiàn)代物流報;2008年

5 思文;[N];現(xiàn)代物流報;2008年

6 陶永根;[N];中國工業(yè)報;2004年

7 孟友;[N];中國礦業(yè)報;2001年

8 冷水;[N];中國礦業(yè)報;2002年

9 ;[N];中國礦業(yè)報;2003年

10 寶文;[N];國際商報;2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐磊;液冷冷板流動和換熱特性的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

2 云永琥;電子機箱氣冷冷板的傳熱特性研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

3 王延;液冷冷板流動及傳熱特性的數(shù)值研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

4 翟妮娜;S型流道液冷冷板性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2013年

5 郭永剛;冷板冷藏車內(nèi)溫度場及其對蔬菜品質(zhì)影響的研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2014年

6 魏慧冬;全高度電子設(shè)備冷卻用冷板設(shè)計分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 周麗;冷板冷藏車內(nèi)番茄溫度場的數(shù)值計算及分析研究[D];華中科技大學(xué);2007年

8 董鋒;液冷冷板內(nèi)S型及S型加分流片流道仿真與優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2011年

9 劉歡;密集型窄縫矩形通道液冷冷板性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2011年

10 徐達人;電子設(shè)備冷板等效及三場仿真優(yōu)化技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：大功率集成電子器件熱仿真分析及液冷系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：240133