發(fā)布時(shí)間：2017-09-07 09:22

  本文關(guān)鍵詞：射頻模塊微小通道散熱特性及工藝分析

  更多相關(guān)文章： LTCC 微小通道 散熱 矩形微小通道 截面參數(shù) 工藝 層壓 燒結(jié)

【摘要】：隨著電子模塊的集成化越來(lái)越高,體積越來(lái)越小,模塊基板的材料選取和電子模塊的散熱變得越來(lái)越重要。LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)材料集成密度高,RF性能好,數(shù)字響應(yīng)快,具有高頻、高Q特性和高傳輸性能,并且能適應(yīng)大電流及耐高溫特性要求。LTCC的多層技術(shù)可使多種電路及電子元器件集成到一個(gè)電子模塊中,這樣既能降低電子系統(tǒng)組裝難度又能減少接入損耗;因此,LTCC在電子通信行業(yè)的集成化模塊中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文主要研究以LTCC材料為基板的射頻模塊的散熱需求;將微小通道技術(shù)應(yīng)用于LTCC基板以解決高集成度的電子模塊的散熱問(wèn)題。首先,本文分析了射頻模塊的散熱需求和散熱分布情況,結(jié)合射頻模塊的發(fā)熱情況、機(jī)載通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求以及LTCC的工藝可行性,設(shè)計(jì)出新型直入直出型微小通道結(jié)構(gòu)對(duì)射頻模塊散熱的方案。此微型通道設(shè)計(jì)在LTCC基板內(nèi)部,開(kāi)口在基板上方,這樣既節(jié)省基板四周的空間空,又不會(huì)占用基板上方貼裝芯片處太多的面積。接著,采用析因?qū)嶒?yàn)分析了微小通道的截面形狀參數(shù):高寬比、孔隙率、水力直徑對(duì)散熱效率及進(jìn)出口壓力損失的影響度大小,并根據(jù)析因分析結(jié)果選出最適合本文研究的射頻模塊的結(jié)構(gòu)尺寸。由于在LTCC的一體化層壓和燒結(jié)工藝過(guò)程中,微小通道極易變形。所以針對(duì)本文設(shè)計(jì)的直線交錯(cuò)微小通道結(jié)構(gòu)對(duì)LTCC工藝進(jìn)行參數(shù)分析及工藝優(yōu)化。首先,對(duì)層壓工藝進(jìn)行分析,得出了層壓工藝的參數(shù)溫度、時(shí)間、壓力對(duì)微小通道的變形影響曲線;根據(jù)曲線和模擬結(jié)果確定合適的工藝參數(shù)組合。由于優(yōu)化工藝參數(shù)沒(méi)能將微小通道的變形量控制在允許范圍內(nèi),我們對(duì)工藝進(jìn)一步做了優(yōu)化:在微小通道道中添加碳基復(fù)合材料在層壓過(guò)程中作為支撐,隨后讓其在燒結(jié)過(guò)程中揮發(fā)掉。根據(jù)其發(fā)生的主要化學(xué)變化,燒結(jié)工藝可分為排膠階段和燒結(jié)階段;其中對(duì)微小通道成型質(zhì)量影響最大的是這兩個(gè)階段的中升溫過(guò)程;通過(guò)對(duì)不同的升溫速率進(jìn)行模擬,得出最佳的溫度變化曲線。最后,按照優(yōu)化后的LTCC工藝制作射頻模塊樣件,并用3D精密光學(xué)形貌測(cè)量?jī)x對(duì)微小通道結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行測(cè)量,滿足變形量小于8%的設(shè)計(jì)要求,對(duì)其進(jìn)行壓力測(cè)試及密封性測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：LTCC 微小通道 散熱 矩形微小通道 截面參數(shù) 工藝 層壓 燒結(jié)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及研究意義10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究的意義10-11
• 1.2 微小通道技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 微小通道技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 微小通道技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 LTCC技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容16-18
• 第二章 射頻功能模塊散熱微小通道拓?fù)湫螤钤O(shè)計(jì)18-35
• 2.1 熱仿真的基本理論18-21
• 2.1.1 傳熱學(xué)基本理論18-19
• 2.1.2 流體動(dòng)力學(xué)基本方程19-21
• 2.2 射頻模塊的元器件分布及散熱需求21-23
• 2.2.1 射頻模塊的散熱需求及結(jié)構(gòu)約束21
• 2.2.2 射頻模塊的冷卻方式選擇21-23
• 2.3 微小通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-33
• 2.4本章小結(jié)33-35
• 第三章 微小通道截面結(jié)構(gòu)對(duì)散熱及壓降的影響分析35-55
• 3.1 流-熱耦合數(shù)學(xué)模型35-37
• 3.1.1 流場(chǎng)分析原理35-36
• 3.1.3 有限體積法36-37
• 3.2 微小通道截面結(jié)構(gòu)分析及熱阻模型的建立37-43
• 3.2.1 微小通道截面結(jié)構(gòu)分析（矩形、梯形、三角形）37-40
• 3.2.2 射頻模塊微小通道的熱阻模型40-43
• 3.3 微小通道截面結(jié)構(gòu)因素對(duì)微小通道散熱及壓降的影響分析43-53
• 3.3.1 微小通道截面結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)散熱及壓降的單因素影響分析43-50
• 3.3.2 微小通道截面結(jié)構(gòu)對(duì)微小通道散熱與壓降的多因素影響分析50-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 第四章 射頻模塊微小通道成型工藝及優(yōu)化55-83
• 4.1 機(jī)載射頻功能模塊微小通道制造工藝難點(diǎn)分析55-56
• 4.2 微小通道層壓工藝中出現(xiàn)的缺陷分析及參數(shù)優(yōu)化56-69
• 4.2.1 層壓工藝方法分析56-60
• 4.2.2 層壓工藝參數(shù)分析及優(yōu)化60-63
• 4.2.3 響應(yīng)曲面法分析溫度、壓力、時(shí)間與應(yīng)變能的關(guān)系63-69
• 4.3 微小通道加工工藝優(yōu)化方案（添加犧牲材料）69-72
• 4.4 燒結(jié)工藝的參數(shù)分析及優(yōu)化72-79
• 4.4.1 燒結(jié)工藝72-73
• 4.4.2 生死單元法73-75
• 4.4.3 對(duì)排膠溫度非線性升高的分析75-79
• 4.5 樣件制作及實(shí)驗(yàn)檢測(cè)79-82
• 4.6 本章小結(jié)82-83
• 第五章 總結(jié)83-85
• 5.1 工作總結(jié)83-84
• 5.2 研究展望84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 陳力春;堵永國(guó);陳興宇;鄭曉慧;;LTCC流延生瓷帶的力學(xué)性能[J];電子元件與材料;2009年12期

2 陸向迅;徐斌;吳建;王洋;薛宏;;矩形微通道內(nèi)液體流動(dòng)與傳熱的數(shù)值模擬研究[J];節(jié)能技術(shù);2008年02期

，

本文編號(hào)：808711