基于LTCC的微流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品小型化、高性能化和多功能化的發(fā)展，封裝密度不斷提高，單位面積的功耗持續(xù)增加，導(dǎo)致封裝體的溫度越來(lái)越高。溫度過(guò)高不僅使得芯片的工作性能降低、器件燒毀、連線斷裂，而且會(huì)因溫差過(guò)大而導(dǎo)致封裝體結(jié)構(gòu)斷裂和芯片脫落等問(wèn)題，所以散熱已成為制約芯片封裝的核心問(wèn)題。本文對(duì)基于低溫共燒陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）基板的單層微流道以及其優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。
　　本文在國(guó)內(nèi)外對(duì)于微流道研

2、究的基礎(chǔ)上，采用ANSYS軟件對(duì)直插型、螺旋型、蛇型、曲線型、H型和樹(shù)型6種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的單層微流道進(jìn)行了建模和仿真。主要研究了微流道結(jié)構(gòu)、入口處水的流速和芯片功率對(duì)基板溫度、流道內(nèi)流體的速度和壓強(qiáng)的影響。對(duì)不同結(jié)構(gòu)微流道的散熱效果進(jìn)行了評(píng)估，并對(duì)入口處水的流速和芯片功率變化對(duì)于散熱效果的影響進(jìn)行了分析。
　　為了滿足更高密度封裝的需要以及對(duì)基板溫度分布均勻性的要求，本文在單層微流道的基礎(chǔ)上提出了兩種改進(jìn)散熱效率和溫度分布均勻性的方案

3、，即雙層結(jié)構(gòu)微流道和嵌銅結(jié)構(gòu)微流道。對(duì)雙層結(jié)構(gòu)的微流道和嵌銅結(jié)構(gòu)微流道進(jìn)行了建模，并對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)微流道在不同入口處水的流速、不同芯片功率下的不同結(jié)構(gòu)微流道的基板溫度分布、流道內(nèi)流體的速度分布和壓強(qiáng)分布進(jìn)行了仿真分析，并與改進(jìn)前的單層結(jié)構(gòu)微流道進(jìn)行了對(duì)比研究，對(duì)改進(jìn)后的微流道的總體性能進(jìn)行了評(píng)估。
　　本文最后研究了基板材料對(duì)微流道散熱的影響。對(duì)基于高溫共燒陶瓷（High Temperature Co-fired Ceramic，H