多芯片组件散热的三维有限元分析

基于有限元法的数值模拟技术是多芯片组件(Multichip Module)热设计的重要工具。采用有限元软件ANSYS建立了一种用于某种特殊场合的MCM的三维热模型,对空气自然对流情况下,MCM模型的温度分布和散热状况进行了模拟计算。并定量分析了空气强迫对流和热沉两种热增强手段对MCM模型温度分布和散热状况的影响。研究结果为MCM的热设计提供了重要的理论依据。     

基于ICEPAK的高频逆变器的热设计及分析

本文以光伏并网高频逆变器为对象采用ICEPAK软件对其进行了热设计.首先比较了逆变器中主要发热元件的热损,选取损耗最大的主功能模块IGBT作为热设计对象,在此基础上比较分析了自然对流、无散热器的强迫风冷以及带散热器的强迫风冷三种方式的散热效果,最终选择了带散热器的强迫风冷作为该型号逆变器内部发热元件的散热方式,并完成了散热器和风机的性能参数选择.结果表明,采用这种散热方式,能够将IGBT的结温降至54℃以下,完全满足其可靠工作的温度要求.     

某电子设备热设计的数值模拟研究

基于计算流体动力学(CFD)和数值传热技术,应用通用流体传热分析软件对某电子设备自然对流与强迫对流散热进行了数值模拟,获得该电子设备的温度分布情况以及机箱内气体的复杂流动状态,为优化和改善机箱的热设计方案提供了有用数据,同时可以大大缩短电子设备的开发周期和降低研发成本.     

空间电子产品中的热设计

研究表明，由于温度所引发的问题是导致电子产品失效的重要原因之一。因此，电子产品的可靠性及其性能，在很大程度上取决于产品是否具有良好的热设计考虑，以及所采用的散热措施是否有效。电子产品的热设计可以采用传导、辐射或者自然对流形式的无源技术，也可以采用强迫风冷、热交换器或者使冷却液循环的有源技术。此外，一些颇为复杂的技术，如热管技术、温差致冷技术也可以采用。但是，在航天飞机或者航天工作站中使用的空间电子产品，不能够使用自然对流形式进行冷却，这是因为电子产品在飞行轨道中是处在失重状态下的。在地心引力微弱…     

大口径主镜热边界层热控对成像质量影响分析

随着望远镜口径的增大,主镜热惯性增大,主镜温度相对于环境温度的滞后性引起反射面热边界层形成热湍流波动,严重影响望远镜成像质量。介绍了一种基于CFD仿真和光程差累积的计算方法评估主镜反射面热边界层的湍流波动对成像质量的影响。以3.0 m口径的主镜为例,仿真计算了自然对流下和强迫对流下不同温升的反射面热边界层分布,将热边界层的流场参数转化成折射率场分布,采用光程差累积法得到反射面热边界层的成像质量。结果可以定量地描述反射面热边界层对成像质量的影响;验证了现有天文观测要求主镜反射面与环境温差小于2 K的合理性;同时证明了主镜反射面热控措施使得强迫对流下的光程差比自然对流下的下降了一个数量级,显著提高了主镜视宁度,进一步表明反射面热控措施对改善成像质量具有重要意义。     

多芯片组件(MCM)可靠性技术探讨

在对多芯片组件(MCM)的特点进行分析之后,对MCM的可靠性技术作了较全面的评述.就McM可靠性研究的关键技术问题展开讨论,总结国内外研究现状并提出了解决问题的思路,包括MCM失效模式与失效机理研究,MCM热分析及散热结构优化设计,多芯片系统可靠性试验与分析,及KGD质量和可靠性保障技术.最后,针对MCM可靠性问题,提出可靠性设计、生产过程的质量控制、可靠性评价与失效分析是MCM综合评价与保证的核心思想,为产品可靠性评价与保证提供参考.     

多芯片组件热分析技术研究

多芯片组件(MCM)是实现电子系统小型化的重要手段之一。由于封装密度大、功耗高，MCM内部热场对器件的性能和可靠性的影响日益严重。文章讨论了MCM内部热场影响器件可靠性的机理，比较了MCM热场计算的方法和特点，研究了有限元分析的方法和求解过程，进行了实际计算，并提出了几种有效的降低MCM结温的方法。     

大功率LED典型热沉结构散热性能分析

设计了三种大功率LED照明装置,并对其二次热沉散热进行了散热原理比较、实验性能分析,建立了热阻网络模型,对其进行了结温计算和寿命预测,发现微热管、薄肋片、风扇可以很好地实现散热.利用正交试验法对LED照明装置结温的影响因素进行了模拟分析,发现自然对流条件下,对流换热系数的影响可忽略不计,而需尽量提高导热环节的热导率并结合其散热能力进行功率的控制.为微热管散热技术提供了技术参考,为大功率LED器件的二次热沉散热提供了有效的实现途径.     

基于ANSYS Icepak的密闭机箱散热仿真分析

根据机箱热载荷等边界要求,对密闭机箱中的电子功能模块的热功耗和机箱热稳态下散热表面的热流密度进行了分析和计算。通过计算机箱与外部空气自然对流冷却下的热流密度值来分析机箱的整体散热性能,并将计算结果与空气自然对流散热的热流密度阈值进行比较;在此基础上使用建模软件UG NX7.5完成机箱的CAD数字样机建模;使用ANSYS Icepak有限元热仿真分析软件进行CFD(计算流体动力学分析)和热仿真分析,完成了机箱参数设定、网格划分,对机箱进行精确的热仿真计算,验证机箱热设计的可靠性,为其他同类电子设备热仿真分析与散热优化设计提供了参考。     

多芯片组件的热控制技术

热控制在多芯片组件（MCM）设计中有着极为重要的作用。与此有关的热问题,通过在封装中改善内部热传导路径以及改进外部冷却技术而得到解决。笔者对若干著名实用系统的热设计作了比较分析,回顾了20多年来MCM热控制技术的发展,并对直接浸液冷却、空气冷却和液冷式冷却等技术的优势、限制及其发展前景作了综述。     

三维多芯片组件的散热分析

建立了一种叠层多芯片组件结构，应用计算流体动力学方法(CFD)，对金刚石基板的三维多芯片结构进行了散热分析，模拟了器件在强制空气冷却条件下的热传递过程和温度分布。此外，还探讨了各种设计参数和物性参数对3D-MCM器件温度场的影响。     

有限元分析法在MCM三维热模拟中的应用

多芯片组件(MCM)的可靠性特别是其热可靠性已经成为国内外电子产品可靠性研究的焦点之一. 热有限元分析法是多芯片组件热分析的重要方法. 本文运用ANSYS工具建立了MCM的三维热模型，得到了温场分布.通过热模拟和热分析，提出了改善MCM温场的方案.     

矩形集成电路半解析热分析软件--BJX热分析软件的研制

半解析热分析法具有解析法的高精度，又具有数值法的较宽适用范围。编制出的计算软件具有分析时间短、操作简便、成本低廉等优点，可能成为下一代集成电路实际使用的热分析软件。     

Integration of Simulation and response surface methods for thermal design of multichip modules

This paper presents a mathematical expression of the chip junction temperature in terms of chip spatial location and size for effective thermal characterization of ball grid array (BGA) typed multichip modules (MCMs). It is created through the integration of the finite element (FE) analysis and the response surface methods (RSMs) that introduce an approximation of the chip junction temperature in the form of a global response surface. In place of FE simulations, the global response surface is then used to effectively characterize the thermal performance of MCMs, and facilitate the thermal management and the finding of the optimal thermal design of MCMs. To create a set of response data, a rigorous three-dimensional (3D) FE modeling of the MCM package is first established for thermal analysis. The surface loads of the FE model for the heat conduction problems are described by using existing heat transfer (HT) coefficient correlation models. The validity of the proposed FE modeling is substantiated by both the IR thermography-based thermal characterization (IRTTC) approach and the thermal test die measurement based on joint electron device engineering council (JEDEC) specification under a natural convection environment. The uncertainty of the specific power supply applied in the study and the thermal test die measurement is also analyzed. To demonstrate the proposed methodology, two types of MCM thermal design problems are fulfilled, each of which corresponds to a different chip layout. It turns out that the mathematical expression could not only effectively define the relation of the thermal performance and design parameters but also highlight their combinatorial effect.     

半导体腐蚀进程中表面液层热对流信息的红外表征

研究了半导体腐蚀过程中液层的红外热像分布特性。经处理分析,实现了对任意时刻表面液层的热对流信息的红外表征。半导体腐蚀过程中产生的化学反应会有热量的释放或吸收,这会引起液层之间能量的交换,从而导致腐蚀液温度的变化。利用红外热像仪可以实时监测这一特性,也可为深入分析、表征液层热对流奠定基础。实验结果表明,越靠近半导体材料与腐蚀液接触面的位置,液层的温度变化越显著,且以半导体材料为中心,由内而外呈梯度状降低,水平液层间的热对流速率明显大于竖直液层间的速率;提取的红外热像截面图可以清楚地表征水平液层及竖直液层的温度变化特性。该方法对分析任意时刻液层的热对流信息具有重要的价值。     

多芯片组件的热三维有限元模拟与分析

以ATMEL公司生产的MCM的内部结构、尺寸和材料为基础,在有限元分析软件ANSYS的环境下建立了该MCM的三维模型。对该MCM在典型工作模式下内部和封装表面温度场分布情况进行了模拟,并分析了该MCM工作时各部分散热比例情况和MCM各部分材料的热导率对内部温度的影响。MCM表面温度的模拟结果和用红外热像仪测得的结果基本一致,有限元模型和分析方法能够比较精确地反映MCM温度场分布。     

功率放大器的热设计研究

功率放大器作为发射通道分系统的核心部件,对其性能指标、可靠性提出了较高要求。针对电子设备的高性能、高可靠性要求,文章主要研究了固态脉冲功率放大器的热设计。以Ku波段功率放大器为例,介绍Ku波段功率放大器的热设计方法和流程,采用有限元软件ANSYS建立其三维热模型,对模型在空气自然对流情况下的温度分布状况进行了模拟和分析,模拟结果与实测值基本吻合,验证了模型的有效性。研究结果为功率放大器的热设计提供了重要的理论依据。     

高空光学遥感器热设计参数的灵敏度分析

为减小高空光学遥感器的热设计误差,提高其热控效率,利用灵敏度分析方法对高空光学遥感器的热设计参数进行了分析。根据能量守恒定律建立了光学遥感器高空航摄时的热平衡方程,并对影响透镜组件温度分布的热设计参数进行了灵敏度分析。分析结果表明,对流换热、内部热源及构件之间的热阻对高空光学遥感器透镜组件的温差影响较大。试验结果表明,基于灵敏度分析结果的热设计方案合理有效。     

布喇格光纤激光器的光纤温度分布特性研究

为了分析布喇格光纤激光器中光纤的温度分布特性,提出了布喇格光纤激光器中光纤的稳定热模型,通过热传输方程分析了其中的温度分布,并采用数值有限元法对布喇格光纤的温度分布和由此产生的热应力进行了数值研究,然后对热功率密度、光纤包层数和环境对流传热系数对光纤温度分布的影响进行了模拟计算.结果表明,表层温度远低于覆层材料的临界值...