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论文说明：物理量及符号说明
声明
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 电子封装发展概述
1.1.2 电子封装的散热要求
1.2 电子元器件冷却散热技术现状分析
1.3 热电冷却电子芯片散热技术研究进展与评述
1.3.1 理论分析与计算研究进展
1.3.2 实验研究进展
1.3.3 数值模拟研究进展
1.3.4 研究进展与现状的分析评价
1.4 本文的主要研究内容与课题来源
1.5 本文的特色与创新点
第二章 微电子芯片热电冷却系统传热特性的实验研究
2.1 热电制冷理论分析
2.1.1 热电制冷原理
2.1.2 热电制冷模块传热模型
2.2 微电子芯片热电冷却实验
2.2.1 实验目的
2.2.2 实验原理
2.2.3 实验装置设计
2.2.4 实验过程
2.3 裸芯片热物性分析
2.3.1 裸芯片散热性能测试
2.3.2 导热系数计算与拟合
2.4 芯片表面温度Tchip的影响因素分析
2.4.1 芯片功率Q0对Tchip的影响
2.4.2 TEC工作电流/对Tchip的影响
2.4.3 风扇电压Uf对Tchip的影响
2.5 TEC工作电流对其性能参数的影响
2.5.1 I对TEC冷热端温差的影响
2.5.2 I对制冷量、散热量和输入功率的影响
2.5.3 I对制冷系数的影响
2.6 热电冷却系统传热特性与综合分析
2.6.1 散热系统热阻分析模型
2.6.2 模拟芯片与TEC冷面的界面接触热阻θ1
2.6.3 TEC自身热阻θ2
2.6.4 系统热阻θtotal
2.6.5 热电制冷与传统强制空气对流的性能对比
2.7 实验误差分析
2.8 小结
第三章 微电子芯片热电冷却过程的数值模拟研究
3.1 解析区域的物理模型及网格划分
3.1.1 解析对象及其物理模型
3.1.2 解析区域的网格划分
3.1.3 网格密度的影响
3.2 数学模型与定解条件
3.2.1 控制方程组
3.2.2 控制方程的离散化
3.2.3 边界条件
3.2.4 材料物性参数
3.3 热电冷却模型分析及其载荷定义
3.4 计算结果与分析
3.4.1 计算结果的实验验证
3.4.2 Tchip随TEC工作电流的变化
3.4.3 TEC性能参数随工作电流I的变化
3.4.4 芯片表面温度随Q0的变化关系
3.4.5 TEC性能参数随Q0的变化关系分析
3.5 小结
第四章 微电子芯片热电冷却系统结构优化与性能分析
4.1 TEC热面热沉的结构优化研究
4.1.1 结构优化理论分析
4.1.2 计算模型
4.1.3 计算结果分析
4.1.4 翅片高度的影响
4.1.5 热沉底座厚度的影响
4.1.6 翅片宽度与间距的影响
4.2 TEC材料性能的影响分析
4.2.1 TEC物性参数调整分析
4.2.2 热电材料性能优化分析
4.3 复合热电冷却散热系统研究
4.3.1 温差发电原理
4.3.2 温差发电性能分析
4.3.3 复合热电冷却散热系统性能分析
4.4 小结
第五章 微电子芯片热电冷却系统的程序设计与参数优化
5.1 微电子芯片热电冷却系统的设计计算
5.1.1 系统设计研究现状与评述
5.1.2 系统设计计算的理论分析
5.1.3 系统设计与计算流程
5.2 热电冷却系统设计软件的开发及应用实例
5.3 微电子芯片热电冷却系统的优化选型
5.3.1 优化模型
5.3.2 优化模型的求解
5.4 小结
第六章 微电子芯片射流冷却过程的传热特性与系统性能研究
6.1 射流理论分析
6.1.1 射流的流动特性
6.1.2 射流的传热特性
6.1.3 射流冷却技术的研究进展与分析
6.2 微电子芯片射流换热实验
6.2.1 实验装置与测试系统设计
6.2.2 实验准则数
6.2.3 平均换热系数
6.2.4 驻点区换热分析
6.2.5 平均换热效果分析
6.3 微电子芯片旋转射流冷却的换热特性分析
6.3.1 计算模型
6.3.2 Nu的径向分布
6.3.3 平均表面传热系数
6.4 微电子芯片射流冷却过程数值模拟
6.4.1 物理模型与网格划分
6.4.2 边界条件设置
6.4.3 计算结果及分析
6.5 三种冷却方式性能分析与评价
6.5.1 热型线法分析
6.5.2 不同散热方式性能对比分析
6.6 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
附 录
攻读博士学位期间取得的研究成果
致 谢
