Experimental and Numerical Studies of Transient Heat Transfer in Electronics Packaging - Ong Kean Aik, Kean Aik (2016)
Permintaan bagi peranti mudah alih dan tablet adalah tinggi pada setiap masa dalam dekad yang lalu, perhatian yang amat menggalakkan telah ditumpu kepada bidang ini. Sesuatu kajian yang baru diperlukan dalam industri untuk mengiringi permintaan ini adalah untuk menkaji ciri-ciri pemindahan haba sementara dan keadaan mantap, untuk memahami prestasi pemindahan haba yang memuaskan ke atas alat-alat ini, dan memastikan masa ujian haba untuk chip yang sesuai dengan output pengeluaran yang lebih baik. Fasa pertama kajian ini membentangkan keadaan mantap paksaan udara simulasi haba dengan lampiran penyebar haba untuk keadaan dengan pelbagai kuasa di dalam cip (0.5W-2.0W). Model haba keadaan mantap telah berjaya dibangunkan dan dioptimumkan, dan kontur haba bagi setiap kuasa chip telah ditunjukkan. Model simulasi haba telah disahkan dengan pendekatan eksperimen dengan suhu simpangan dalam perbezaan peratusan pada 6.02%. Model haba yang disahkan telah dilanjutkan untuk mencirikan kesan daripada pelbagai aliran udara ke atas rintangan haba dari cip ke ambien. Ia menggunakan rangkaian rintangan haba dan simulasi secara holistik untuk analisis terma yang tepat. Keputusan menunjukkan bahawa rintangan haba dari cip ke ambien adalah fungsi aliran udara tetapi bukan kuasa cip, aliran udara yang lebih tinggi akan mengurangkan rintangan haba dari cip ke ambien. Dalam kajian ini, rintangan haba minimum diperolehi pada 5.90C / W untuk aliran udara maksimum. Kjian seterusnya telah dilanjutkan kepada simulasi pemindahan haba sementara, dengan tujuan untuk memahami apakah sumber haba bantuan yang diperlukan untuk suhu simpangan mencapai 700C dalam mod pemindahan haba sementara? Sumber haba bantuan ini adalah penting dalam mengurangkan masa ujian chip. Pengetahuan yang mencukupi mengenai laluan pemindahan haba sementara telah ditunjukkan melalui penciptaan kontur haba dengan pelbagai sumber haba. Satu prototaip bantuan sumber haba telah berjaya dibina dan dikaji untuk membantu mengurangkan masa ujian haba untuk chip. Dan model pemindahan haba sementara juga telah disahkan dengan pendekatan eksperimen, keputusan simulasi pemidahan haba sementara dalam aspek masa yang diperolehi terletak dalam 11% daripada nilai eksperimen yang mengukur. Data menunjukkan ia memerlukan 22W sumber haba bantuan dan mengambil masa 69.65s untuk suhu simpangan mencapai 700C daripada suhu bilik, in adalah satu pencapaian yang amat penting yang boleh digunakan dalam pengeshan chip. Kajian mengenai model pemidahan haba sementara disahkan juga dengan kesan pelbagai masa pemindahan haba sementara ( 15s - 75s ) dan sumber haba ( 7W - 27W ) untuk rintangan haba dari simpangan ke pateri bola. Rintangan haba dari cip ke pateri bola adalah fungsi masa sementara, di mana rintangan haba dari cip ke pateri bola meningkat dengan masa sementara; walau bagaimanapun, pada bila-bila masa tertentu rintangan haba tidak akan berubah dengan pelbagai sumber haba.