樹形分叉微通道均溫散熱器的緊湊熱模型及其驗(yàn)證.pdf

1、多芯片陣列電子封裝是目前電子產(chǎn)品的主流發(fā)展趨勢。保證多芯片陣列電子封裝器件和產(chǎn)品內(nèi)芯片溫度的一致和均勻?qū)τ谔岣咂骷彤a(chǎn)品的性能的一致性、穩(wěn)定性及可靠性具有重要意義。本文研究了一種樹形分叉微通道散熱器,期望通過樹形分叉結(jié)構(gòu)增加下游通道換熱面積,用于補(bǔ)償下游流體過熱造成的換熱條件惡化,縮小上下游熱源之間的溫差并最終實(shí)現(xiàn)上下游熱源溫度的均勻性。
　　對一個冷卻三個熱源的三級樹形分叉微通道散熱器單元進(jìn)行了傳熱分析,建立了三個相對獨(dú)立的單熱

2、源熱阻網(wǎng)絡(luò)模型,并對熱阻網(wǎng)絡(luò)模型中的熱阻計算進(jìn)行了簡化和抽象,得到了各個熱阻的解析計算表達(dá)式。
　　采用數(shù)值仿真的方法分析了該樹形分叉微通道內(nèi)的流動換熱特性,發(fā)現(xiàn)各級微通道均存在“入口”效應(yīng),并且均處于熱發(fā)展段?；跀?shù)值仿真結(jié)果,對目前已有的矩形直微通道內(nèi)熱發(fā)展段的局部和平均Nusselt數(shù)計算表達(dá)式進(jìn)行了分析和驗(yàn)證,擬合并給出了新的矩形直微通道內(nèi)熱發(fā)展段的平均Nusselt數(shù)計算表達(dá)式。
　　根據(jù)建立的熱模型,分別優(yōu)化設(shè)計

3、了一款微米級樹形分叉微通道均溫散熱器單元和一款用于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱模型的毫米級樹形分叉微通道均溫散熱器單元。運(yùn)用數(shù)值仿真的方法驗(yàn)證了微米級樹形分叉微通道均溫散熱器單元的性能,仿真結(jié)果表明:三個熱源所在位置的溫度分別是45.51℃、45.74℃和45.71℃,與熱模型預(yù)測結(jié)果——44.77℃、44.61℃和45.37℃接近,兩者之間的最大偏差為1.13℃,并且都顯示了溫差小于1℃的溫度均勻性。
　　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化設(shè)計的毫米級樹形分叉微通道