热沉材料结构化设计及应用

发布时间：2022-07-27 15:17

　　随着电子元器件的不断发展,功能更强、集成度更高的电子芯片不断被设计出来,为保障高功率芯片能够在高热流密度环境下持续稳定工作,芯片散热结构必不可少。本文首先从平直微通道散热结构入手,对比研究多种微通道冷板结构,选取出散热效果优秀的菱形雪花结构为热沉材料结构化空间拓扑的基础结构;接着对热沉结构化材料进行结构优化,设计出散热效果与均温性能优异的结构;最后,将优化后的热沉结构化材料应用于电子元器件散热。具体工作如下:（1）确定仿真的边界条件。以常规平直通道为研究对象,研究常用的散热材料和流体工质对散热能力的影响,综合考虑选择合理材料与流体工质作为后续研究的边界条件。（2）微通道散热结构的研究。以平直微通道散热结构为基础研究依据,以增大对流换热面积为目标,提出多种断点式微通道结构。对比研究断点式微通道结构的换热效果,优化设计菱形雪花微通道结构,验证分析结构设计的可行性。（3）热沉材料结构化设计。将菱形雪花微通道结构按照一定排列方式进行空间拓扑,仿真分析此结构的散热效果与均温性能。优化提出了多层交互结构,对比分析四种不同多层优化结构,综合考虑压降、散热以及均温属性,选择三段分层结构作为热沉材料结构... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 微细通道散热结构的研究现状
        1.2.1 微细通道散热结构的国外研究现状
        1.2.2 微通道散热结构的国内研究现状
    1.3 热沉结构化材料的研究现状
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 热沉材料结构化设计基础
    2.1 传热相关概念与理论基础
    2.2 流体力学与计算流体力学基础
    2.3 热-固耦合分析基础
    2.4 流体仿真边界条件确定
        2.4.1 散热材料
        2.4.2 冷却工质
        2.4.3 肋片个数
    2.5 本章小结
第三章 热沉结构化材料的微细通道设计
    3.1 冷板微细通道结构划分依据
    3.2 冷板微细通道结构的拓扑设计
        3.2.1 平直结构微细通道结构
        3.2.2 断点式平直结构微细通道结构
        3.2.3 断点式平直结构微细通道的改良与流-固耦合分析
    3.3 本章小结
第四章 微细通道的结构化设计
    4.1 冷板微细通道的空间拓扑
    4.2 热沉结构化材料的多层交互结构设计
    4.3 三段分层热沉结构化材料的改进设计
        4.3.1 三段分层热沉结构化材料的尺寸探究
        4.3.2 三段分层热沉结构化材料的入口流速分段控制
    4.4 本章小结
第五章 热沉结构化材料的应用
    5.1 热沉结构化材料的散热与均温应用
    5.2 热沉结构化材料在光刻领域应用
        5.2.1 掩膜版夹持结构设计
        5.2.2 掩模版曝光
    5.3 实验设计
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3665691