多芯片组件的扩展热阻与热耦合效应研究

摘要

随着科学技术的快速发展，多芯片组件技术以其体积小、组装密度高、性能高、可靠性高等特点成为了当前电子产品领域研究和发展的热点。与此同时，产品的功能不断增加，单位体积的功耗越来越大，设备内部的热流密度日益增高，最终导致电子元件温度过高，严重影响了产品的可靠性，散热已经成为电子设备应用中必不可少的一项任务。本文通过理论、仿真、实验三者相结合的分析方法开展了以下工作：
　　首先，以单芯片组件的扩展热阻为研究对象，对比分析各种相关计算理论的特点；针对简单矩形热源模型，基于理论计算与FLOEFD仿真分析对比，验证仿真计算的正确性；在此基础上，研究扩展热阻与模型各影响参数之间的变化规律，并利用响应曲面法得到扩展热阻关于各因素的响应模型，为进一步改善电子产品的散热性能提供方案参考。
　　其次，针对多芯片组件的热耦合效应，通过建立热阻网络模型和热阻矩阵两种方法分别理论计算两芯片组件和四芯片组件的温度，并与FLOEFD仿真值进行对比，验证仿真计算的正确性；然后通过仿真分析研究模型参数的变化对于热耦合效应的影响，对于多芯片组件的热可靠性设计有着参考意义。
　　最后，为了实验验证多芯片组件的热阻特性，针对扩展热阻模型和热耦合模型设计热实验平台并进行搭建，使其能够测得芯片或基板的温度情况。在此基础上，通过数据处理将实验结果与软件仿真进行对比，验证了模型热阻与各参数之间的变化规律，并对实验中可能产生的误差进行分析。

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第一章 绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.3 国内外相关研究的特点

1.4国内外相关研究的不足

1.5研究内容

第二章 单芯片组件的扩展热阻分析

2.1扩展热阻的相关理论

2.2 FLOEFD软件介绍

2.3简单矩形热源模型的理论计算与仿真分析

2.4 扩展热阻的影响因素分析

2.5扩展热阻响应模型的建立

2.6 本章小结

第三章 多芯片组件的热耦合效应研究

3.1热阻网络的相关理论

3.2两芯片组件的理论计算与仿真分析

3.3热阻矩阵的相关理论

3.4四芯片组件的理论计算与仿真分析

3.5 热耦合效应影响因素分析

3.6本章小结

第四章 多芯片组件热阻的实验研究

4.1实验目的

4.2实验方案的确定

4.3实验装置

4.4实验步骤

4.5实验数据处理与结果分析

4.6实验误差分析

4.7本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

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