通訊設備的熱設計和熱分析研究.pdf

1、為了滿足高轉(zhuǎn)發(fā)速率和快速運算處理能力的要求,核心骨干網(wǎng)絡通訊設備中廣泛使用高封裝密度的芯片。芯片熱流密度高、發(fā)熱量大,如果散熱不良導致溫度過高,很容易引起誤碼、丟包、死機甚至燒壞芯片等問題。因此,研究通訊設備的熱設計和熱分析對于提高設備可靠性具有重要意義?；贑FD的熱仿真分析是產(chǎn)品開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)熱風險,改進方案設計,加速產(chǎn)品開發(fā)的重要方法。
　　首先,本文針對大功率芯片散熱分析中熱仿真建模的難點和關(guān)鍵問題,研究了芯片、PCB、熱管

2、、熱界面層的熱特性并建立了其等效熱分析模型。提出了通過數(shù)值仿真確定散熱器的流阻和熱阻特性參數(shù),建立了散熱器體積阻尼簡化模型的方法。通過比較簡化模型和詳細模型的計算結(jié)果,驗證了簡化模型的合理性。
　　然后,基于AnsysIcepak熱流分析軟件平臺對某大功率機箱式交換機進行了熱仿真分析。由于機箱的復雜性,在系統(tǒng)級熱分析中建立各子卡的簡化模型,通過系統(tǒng)級熱分析得到了風扇的工作點、各槽位風量,并討論了改進系統(tǒng)通風效果的方法。在系統(tǒng)級分析

3、得到的子卡邊界條件基礎上,建立單板詳細模型進行板級熱分析,確定了單板流場、溫度場分布及各芯片的結(jié)溫,并討論了散熱器翅片數(shù)目、翅片厚度及芯片布局對單板散熱的影響。其次,對樣機進行溫度測試,比較了仿真和測試結(jié)果,仿真和實驗偏差在10％左右,驗證了仿真的合理性。
　　最后,本文通過流動阻力和對流換熱準則關(guān)聯(lián)式,建立了平板翅片式散熱器流阻和熱阻分析的數(shù)學模型,討論了翅片厚度、翅間距、翅片長度和高度等參數(shù)對散熱器熱阻的影響,并對散熱器熱阻和