基于MEMS的微介電液滴沖擊冷卻系統(tǒng)建模及其實(shí)施技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子元器件集成度的不斷提高，微電子系統(tǒng)的熱控制問題越來越嚴(yán)重，成為急需解決的難題之一。本文在分析傳統(tǒng)的冷卻方法的基礎(chǔ)上提出了基于MEMS的微介電液滴沖擊系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)的建模及其實(shí)施技術(shù)開展研究。 本論文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1、冷卻系統(tǒng)的研究。提出一種壓電微噴嘴，分析微液滴的產(chǎn)生過程、微液滴沖擊固體表面的模式以及沖擊液滴與熱表面熱傳導(dǎo)過程，沖擊液滴的泡狀沸騰換熱，影響換熱系數(shù)的因素以及冷卻劑的選擇。 2、微機(jī)

2、電系統(tǒng)MEMS器件的建?；A(chǔ)。介紹了微機(jī)電系統(tǒng)MEMS的建模層級(jí)，提出了集總參數(shù)建模方法、節(jié)點(diǎn)分析法和行為建模語言VHDL-AMS三種MEMS建模方法，重點(diǎn)討論了MEMS多物理耦合場(chǎng)的建模分析。 3、動(dòng)力系統(tǒng)的研究。提出了靜電無閥微泵的設(shè)計(jì)方案，建立了微泵膜片的有限元模型，采用直接耦合法模擬分析了微泵膜片在靜電驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的形變和由此引起的微泵腔體體積的變化，得出了膜片厚度、半徑、電極間隙和驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)微泵腔體體積變化的影響。微泵膜

3、片的動(dòng)態(tài)特性與微泵的工作效率密切相關(guān)，本文得出了膜片振動(dòng)的固有頻率與膜片厚度之間的關(guān)系，并進(jìn)行了模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。微泵的流量和壓力是微泵的重要工作參數(shù)，應(yīng)用有限元流固耦合分析對(duì)流體進(jìn)行模擬，并模擬出流量隨時(shí)間的變化情況，從而較為全面的認(rèn)識(shí)了微泵系統(tǒng)的流體特性。 4、設(shè)計(jì)了微液滴沖擊冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，從所需測(cè)量數(shù)據(jù)及觀察現(xiàn)象入手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的輔助設(shè)備，從一個(gè)控制系統(tǒng)的構(gòu)成入手設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制系統(tǒng)，并擬定實(shí)驗(yàn)