基于LTCC的微流道結構設計和優(yōu)化.pdf

1、隨著電子產品小型化、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，導致封裝體的溫度越來越高。溫度過高不僅使得芯片的工作性能降低、器件燒毀、連線斷裂，而且會因溫差過大而導致封裝體結構斷裂和芯片脫落等問題，所以散熱已成為制約芯片封裝的核心問題。本文對基于低溫共燒陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）基板的單層微流道以及其優(yōu)化結構進行了研究。
　　本文在國內外對于微流道研

2、究的基礎上，采用ANSYS軟件對直插型、螺旋型、蛇型、曲線型、H型和樹型6種常見結構的單層微流道進行了建模和仿真。主要研究了微流道結構、入口處水的流速和芯片功率對基板溫度、流道內流體的速度和壓強的影響。對不同結構微流道的散熱效果進行了評估，并對入口處水的流速和芯片功率變化對于散熱效果的影響進行了分析。
　　為了滿足更高密度封裝的需要以及對基板溫度分布均勻性的要求，本文在單層微流道的基礎上提出了兩種改進散熱效率和溫度分布均勻性的方案

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