论文部分内容阅读
随着现代社会对电子信息技术的需求越来越迫切,以及现代电子系统技术不断的朝着集成化和小型化发展,微系统和封装体积越来越小,封装密度越来越大,导致相同体积的发热量呈现指数级增长,按照微电子的摩尔定律,集成电路晶体管数量每18个月就要增加一倍,而功率也每18个月增长一倍,这就导致发热量成四倍的增加,对于MEMS系统封装来说,因为器件尺寸的越来越小,功能的集成度越来越高,导致发热量迅速增大,无论从微电子哪个领域来说,克服封装体的散热问题都迫不及待。在封装中集成微流道系统,以其高效的散热能力,作为一种微系统的散热方案得到了广泛的关注和研究,然而对于微流道的研究常常陷入两难,一方面需要不断的缩小流道体积以满足芯片封装和器件小型化,另一方面,由不断缩小的体积所带来的热应力过高和流道内液体压力过大等问题,因为微流道截面积比较小,液体单行流经微流道时会伴随比较大的温升,虽然增加流速可以降低液体温升,但带来内压过大的问题,微流道商用化道路还有很多事情要做。[11] 本文介绍了LTCC(低温共烧陶瓷)微流道的一些发展情况,并对一些例子进行了探讨。设计了两种简单的二维微流道结构笔直流道和直角流道,模拟其流体特性和压力特性,作为后续工作的基础;同时设计了一个三维的微流道模型,该结构呈笼状,将散热芯片包裹其中,并对该模型进行了有限元模型建模,然后进行了流体特性和散热特性方面的仿真;给定不同的初始条件,对比了不同条件下的散热效果,得出了可靠的结论,证明所设计的三维微流道具有良好的散热性能,并且流速越高,温差越大,散热效果越好。对于相同面积的封装,三维微流道的散热能力理论上可以达到单层微流道的四倍,这得益于结构与散热体有更多的接触面积。本文进行了微流道散热和流动特性测试的实验平台设计,讨论了基于红外测试技术的系统仪器配置以及相关实验步骤。