微通道散熱設(shè)計(jì)的案例
技術(shù)流 | DfAM底層通用技術(shù)之微通道散熱設(shè)計(jì)
圖3 仿蜘蛛網(wǎng)微通道
圖4 仿旋渦微通道
圖5 雪花微通道
圖6 仿真結(jié)果對(duì)比
與傳統(tǒng)的微通道散熱器相比較，上述設(shè)計(jì)
首先
通過(guò)均衡的微通道截面面積設(shè)計(jì)保證了工作流體的整體穩(wěn)定流動(dòng)模式。但是通道的截面形狀和分合設(shè)計(jì)多次變化；
其次
設(shè)計(jì)了特殊的連通通道組，以方便設(shè)計(jì)較小的橫截面面積和連通通道長(zhǎng)，保證流體在通道內(nèi)部快速流動(dòng)，及時(shí)輸運(yùn)熱量，實(shí)現(xiàn)短程均勻散熱，使其內(nèi)部的工作流體散熱成為散熱器散熱的核心過(guò)程，
同時(shí)
也避免了與之連接的縱向微通道內(nèi)工作流體單一流向產(chǎn)生沿流動(dòng)方向溫度梯度的問(wèn)題，一方面調(diào)整沿縱向分通道不同位置的連接通道橫截面面積大小，補(bǔ)償了進(jìn)入連通通道工作流體的流速損失，使各連通通道內(nèi)工作流體單位時(shí)間的流量相當(dāng)，從而保證不同連通通道散熱能力的均衡。
展開(kāi) 高效冷卻硅基微通道散熱器的設(shè)計(jì)、制造及表征---采用FloEFD進(jìn)行仿真分析 ￥100
隨著集成電路的迅猛發(fā)展（尤其是在射頻微波領(lǐng)域），三維高性能集成電路如GaN等功放器件已廣泛應(yīng)用于小型化的、微系統(tǒng)產(chǎn)品中。由此也帶來(lái)了電子設(shè)備及系統(tǒng)中功耗、熱流密度的迅速增加。3D集成電路中持續(xù)累積的熱耗已經(jīng)限制了其應(yīng)用，如何快速有效的進(jìn)行散熱是該領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。本文針對(duì)三種不同微流道散熱結(jié)構(gòu)，建立了三維CFD模型來(lái)研究其流阻性能和散熱能力。為了驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的結(jié)果，本文通過(guò)深硅刻蝕和陽(yáng)極鍵合工藝分別加工了直通、蛇形微流道散熱器，另外，通過(guò)薄膜工藝加工了氮化鋁基TaN薄膜電阻用以模擬真實(shí)器件發(fā)熱。設(shè)計(jì)并加工了熱測(cè)試夾具，自行搭建了液冷測(cè)試系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)的熱性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真的合理性，最終采用蛇形散熱結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了443W/cm2的熱流密度。
展開(kāi) 基于Comsol的MHD磁流體驅(qū)動(dòng)微通道散熱
</p><p> 另外也有海水磁流體推進(jìn)器，磁場(chǎng)能對(duì)導(dǎo)電的海水產(chǎn)生電磁力作用，使之在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)方向指向船艉，則反作用力便會(huì)推動(dòng)船舶前進(jìn)。</p><p><em> 簡(jiǎn)化后磁流體動(dòng)力系統(tǒng)如下圖所示，施加電流于兩個(gè)磁體之間通道中導(dǎo)電流體，在磁場(chǎng)作用下引起流動(dòng)變化。</em></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202109/imgs/79db79d6ef0f412faf82862b1b1d0026.png"></p><p><br></p><p><em> 此次采用磁流體動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)微流體部件的散熱進(jìn)行分析。通過(guò)控制磁場(chǎng)的大小和方向，可以看到微流道末端的溫度發(fā)生改變。</em></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202109/1b8640c3d499445a87ddca8a0def7eca.gif" title="Untitled.gif" alt="Untitled.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202109/1b8640c3d499445a87ddca8a0def7eca.gif?
展開(kāi) 用戶作品賞析 | PoP封裝微系統(tǒng)高速并行和串行信號(hào)通道設(shè)計(jì)
作品賞析（4）| PoP封裝微系統(tǒng)高速并行和串行信號(hào)通道設(shè)計(jì)
內(nèi)容簡(jiǎn)介
隨著電子系統(tǒng)走向小型化、高功能密度集成，以PoP為代表的三維立體封裝在微系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣。互連通道從平面?zhèn)鬏斁€走向垂直結(jié)構(gòu)，平面和垂直的過(guò)渡、阻抗不連續(xù)、多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和高密度布線，在此立體小尺度結(jié)構(gòu)下，反射、串?dāng)_、衰減嚴(yán)重制約了高速并行和串行信號(hào)的傳輸性能。本論文，開(kāi)展了芯片/封裝/系統(tǒng)協(xié)同、場(chǎng)路協(xié)同的仿真方法研究，通過(guò)對(duì)PoP封裝中立體互連通道的參數(shù)化建模和多參數(shù)綜合影響分析、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和端接匹配優(yōu)化、芯片特性與通道協(xié)同優(yōu)化，提出了PoP微系統(tǒng)中信號(hào)通道的設(shè)計(jì)方法，保障了高速信號(hào)的完整性。
關(guān)于作者
王艷玲 | 西安微電子技術(shù)研究所研究員
獲獎(jiǎng)作品一覽
展開(kāi) 
技術(shù)鄰周報(bào)Q12：復(fù)合材料/Ansys非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格/Abaqus/數(shù)字孿生/XFEM/減速器/DfAM/二次開(kāi)發(fā)/DEFORM
4、純電動(dòng)汽車減速器的可靠性研究
作者：
EDC電驅(qū)未來(lái)
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815234
本文從驅(qū)動(dòng)電機(jī)外特性曲線、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器（變速器）的連接方式等方面分析了故障產(chǎn)生的機(jī)理，并采集了純電動(dòng)汽車道路試驗(yàn)的載荷譜作為設(shè)計(jì)輸入條件，對(duì)減速器及內(nèi)部差速器進(jìn)行了強(qiáng)度仿真分析，最后提出了典型故障模式的解決方法，提高其可靠性。
5、應(yīng)用擴(kuò)展有限元方法（XFEM）在Code_Aster中進(jìn)行金屬管道內(nèi)表面的裂紋分析
作者：
CAE璐姐
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815279
斷裂是材料構(gòu)件破壞的重要形式之一，宏觀的裂紋起源于材料中的微觀缺陷。當(dāng)宏觀的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展貫穿整個(gè)構(gòu)件時(shí)，材料就發(fā)生了斷裂。因此裂紋的擴(kuò)展是斷裂力學(xué)研究的重點(diǎn)之一。
6、技術(shù)流 | DfAM底層通用技術(shù)之微通道散熱設(shè)計(jì)
作者：安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815284
微通道換熱器，指的是水力直徑在10-1000μm的換熱器。按外形尺寸可分為：微型微通道換熱器和大尺度微通道換熱器。該技術(shù)所采用的結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高、質(zhì)量輕、運(yùn)行安全可靠，因此微通道換熱器技術(shù)近些年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注，在微電子、航空航天、醫(yī)療、化學(xué)生物工程、材料科學(xué)、高溫超導(dǎo)體的冷卻、薄膜沉積中的熱控制、強(qiáng)激光鏡的冷卻, 以及其他一些對(duì)換熱設(shè)備的尺寸和重量有特殊要求的場(chǎng)合中有重要的應(yīng)用前景。
展開(kāi) 功率器件封裝結(jié)構(gòu)熱設(shè)計(jì)綜述
微通道散熱器采用低溫共燒陶瓷(LTCC)制成，由于 press-pack 封裝沒(méi)有內(nèi)部絕緣，熱沉的引入增大了回路的寄生電感，上下兩側(cè)的微通道散熱器設(shè)計(jì)可提供足夠的散熱能力，同時(shí)外形上厚度較薄可降低功率回路的電感。微通道散熱器的電氣回路和冷卻回路分離，可以使用非介電流體進(jìn)行冷卻。
雖然 LTCC 的導(dǎo)熱性不如金屬和 AlN 陶瓷好，但仿真結(jié)果表明，在總熱耗散為 60 W，采用 LTCC 微通道熱沉水冷散熱時(shí)，SiC 芯片最大結(jié)溫僅為 85℃，并聯(lián)芯片間的最大結(jié)溫差小于 0.9℃，并聯(lián)芯片的結(jié)溫分布比較均勻。結(jié)到熱沉熱阻為 0.2℃/W，熱沉最高溫度為 73℃，熱沉到冷卻劑的熱阻為 0.8℃/W。
（2）下 DBC芯片嵌入雙面散熱
為追求更加優(yōu)異的散熱性能，研究人員提出了嵌入式功率芯片封裝的雙面液體冷卻方案。該嵌入式封裝由扁平陶瓷框架、嵌入式芯片、介電夾層和沉積金屬化層互連組成。將芯片嵌入到具有開(kāi)槽的陶瓷框架中，并在固化爐中用粘性聚合物將芯片四周進(jìn)行粘接并固化，形成的平坦表面為平面加工提供了平臺(tái)。使用聚合物絲網(wǎng)印刷方法在其上涂上介電夾層。
展開(kāi) 