基于微元體熱平衡法的堆疊組裝熱分析研究.pdf

1、在航空和航天領(lǐng)域，電子設(shè)備體積和重量嚴(yán)格受限，為適應(yīng)小型化、多功能以及大存儲空間的要求，需要發(fā)展堆疊立體組裝技術(shù)。但隨著芯片功耗和發(fā)熱量的增大，芯片的可靠性會受到影響，這就需要對堆疊組裝進(jìn)行有效和準(zhǔn)確的熱分析。堆疊組裝技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，雖然國內(nèi)外的研究取得了一定的成果，但是在熱分析領(lǐng)域，分析方法還需要進(jìn)一步的探討和改進(jìn)。目前，芯片的熱分析研究通常采用的是有限元法和有限差分法，但有限元法計算需要很長時間，有限差分法收斂較慢，而微元體

2、熱平衡法簡單且收斂較快，因此本文采用微元體熱平衡法進(jìn)行熱分析研究。
　　本文在建立堆疊組裝三維穩(wěn)態(tài)溫度場數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出了用微元體熱平衡法求解模型的方法。詳細(xì)研究了芯片堆疊立體組裝技術(shù)及工藝流程；分析了堆疊組裝熱分析的必要性和主要困難；根據(jù)堆疊組裝的物理模型建立了堆疊組裝三維穩(wěn)態(tài)溫度場模型，確定了邊界條件，并對邊界節(jié)點進(jìn)行了合理的分類；運用三維穩(wěn)態(tài)的微元體熱平衡法進(jìn)行了數(shù)值求解，得到了各節(jié)點（包括邊界節(jié)點）的方程組；利用算例

3、中提供的各已知參數(shù)，推導(dǎo)并化簡出了算例中各個節(jié)點的熱平衡方程，并在MATLAB環(huán)境下得到了各個節(jié)點的穩(wěn)態(tài)溫度值。
　　利用Icepak軟件對算例中的堆疊組裝模型進(jìn)行了熱模擬仿真。通過數(shù)據(jù)對比，驗證了堆疊組裝三維穩(wěn)態(tài)溫度場數(shù)學(xué)模型的合理性和運用三維穩(wěn)態(tài)的微元體熱平衡法求解模型的正確性，符合堆疊組裝熱分布情況。
　　本文后續(xù)工作將對堆疊組裝瞬時溫度場進(jìn)行熱分析，得到堆疊組裝瞬時溫度的峰值，從而為堆疊組裝的熱設(shè)計奠定基礎(chǔ)。通過對元