芯片自散热结构传热特性分析及结构优化

发布时间：2020-05-30 09:25

【摘要】：随着电子技术的快速发展,同体积芯片的热功耗越来越高,同时电子产品体积变小、功能变多、结构变紧凑已成为趋势。导致电子设备中元器件工作温度不断升高,芯片的可靠性也随之降低。为了保证电子设备不会产生过高的温升,提高整个系统的可靠性,热设计在产品整体设计中发挥着越来越重要的作用。本文根据实际需要设计并建立了自散热结构的几何模型,并对散热结构传热特性进行了分析,对结构进行了优化,具体研究内容如下:首先分析了电子散热技术的重要性及国内外发展现状。对传热学的基本理论进行了阐述,并对自然对流散热理论和直肋散热片传热理论做了重点分析,然后对所需要的散热结构进行了初步设计。针对所设计的散热结构分析了其热源和热阻,构建了机箱的热阻网络。分析了常见的芯片封装简化模型及特点。通过FloEFD软件分析了机箱外部散热肋片结构参数、机箱外壳和传热肋片材料、传热肋片结构以及传热肋片厚度对机箱散热效果的影响。基于正交试验和仿真分析,对机箱外部散热肋片的结构参数进行了优化设计,通过对数据的分析,确定了影响散热效果的主次因素,并得到了散热翅片结构参数的最优组合。然后进行仿真分析,通过分析仿真结果验证优化设计的合理性。根据实验和测试需求,选择正确的实验器材,搭建合理的实验环境,把工程样机放置在20℃、50℃、60℃测试温度下进行实验测试,然后将实验测试得到的数据与仿真结果、散热结构设计要求进行对比,验证热设计的准确性。
【图文】：

34c)3-13 60Fig.3-13 60 Temperature Distribution nephogram of Cabinet图 3-11、图 3-12、图 3-13 的温度云图是散热机箱在环境温度为 20℃、50℃、60℃的情况下仿真得出的稳态温度分布云图。通过三个仿真图可以明显

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【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN40

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本文编号：2687933