多組件芯片是一種將多塊未封裝的超大規(guī)模集成電路芯片以及專用集成電路芯片組裝在一塊基板上的部件。隨著晶體管特征尺寸的減小,芯片上能夠集成的晶體管數(shù)量也越來越多,導(dǎo)致芯片產(chǎn)生高熱流密度,同時產(chǎn)生大量的熱量。熱量若不能及時的轉(zhuǎn)移,芯片長期工作在高溫下,會減少電子元器件的工作壽命或者直接造成芯片的失效。微流道散熱器是針對芯片散熱而提出的一種非常有潛力的散熱方式。相對于傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱以及宏觀水冷散熱,微流道散熱器的尺寸小,同時散熱效率更高。對多芯片組件來說,可以根據(jù)芯片所在位置專門設(shè)置微流道來對熱點進行專門散熱,降低芯片溫度,減小多芯片組件基板的熱點溫度,有利于延長多芯片組件的使用壽命。文中所設(shè)計多熱源微流道散熱器是基于項目要求對芯片進行散熱,根據(jù)技術(shù)要求,單個熱源的熱流密度要達到500W/cm~2,同時熱源芯片表面的溫度要小于50℃。根據(jù)所了解的流體力學(xué)以及傳熱學(xué)基本知識,采用有限元分析的方法對單熱源平行微流道進行散熱性能仿真;針對多熱源微流道的分流結(jié)構(gòu)進行仿真�；诹黧w力學(xué)中的能量損失與對流散熱,對仿真結(jié)果進行分析以及對微流道分流結(jié)構(gòu)模型進行多次修改,使得多熱源微流道散熱器中的冷卻液的分布比較均勻,從而保證了多熱源的溫度均勻性。最后,根據(jù)設(shè)計好的微流道模型,以及考慮了實際制作過程中可能會出現(xiàn)的問題,排序合適的多熱源微流道散熱器的制作步驟。選取合適的儀器搭建多熱源微流道散熱器的測試系統(tǒng),在實驗過程中,溫度的監(jiān)測主要采用紅外熱像儀,集成溫度傳感器作為輔助測溫。通過實驗,驗證了該微流道可以承受的熱流密度可以達到500W/cm~2,同時熱源表面溫升小于50℃。當(dāng)四個熱源同時工作時,由于模型設(shè)計的某些限制,在小流量大功率的情況下,上、下分布的熱源的散熱會出現(xiàn)溫度不均勻的情況,但是在提高冷卻液流量后,這種不均勻的情況得到了改善。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN40
【部分圖文】：

SuperMUC占地示意圖，圖中橘黃色管線是水冷管

多組件芯片微流道散熱圖

單熱源微流道散熱器模型圖

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王巖;王瑜;;多芯片組件技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年14期

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王杰軍;溫度傳感器與微流道散熱器集成方法與研究[D];電子科技大學(xué);2018年

2 曾理;大功率多芯片組件熱分析與熱阻技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

3 謝勁松;多芯片組件熱分析及熱設(shè)計技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2005年

本文編號：2823048