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散热垫的一项新发明的塑料有引线芯片载体(PLCC)应用程序中使用溶胶-凝胶纳米银掺杂二氧化硅薄膜通过计算流体动力学Sofrware,CFD分析

【2016-08-18】 浏览次数:394

 

        导热垫是在世界上的新技术,已在PLCC使用,以降低结温在电子元件的最低水平。散热垫采用纳米银为主要原料制成。纳米银二氧化硅膜使用溶胶 - 凝胶方法在PLCC施加并在不同温度下进行热处理。在电子工业,即超过70℃的电子组件会发生故障,并且由于过热损坏。设计用于纳米银作为主要材料的热垫,因为它具有热传导性的高值,并使得能够非常有效地散热。该产品的优点是能够减少的PLCC 20-30%结温。它也有恒定的厚度,以获得准确的结果。它是在电子工业中得到应用,以减少电子元件的温度的新技术。

 

 

        热垫一世小号新技术在ŧ他世界那是用过的在PLCC在订购至减少结温度到的最低水平在电子元件。热垫被制成由运用纳米银如主要材料。纳米银SILICA影片WERË应用的上PLCC运用一个溶胶凝胶处理和H吃治疗在不同的温度eratures。一世ñ埃尔ectronic INDUSTRY,该Ëlectronic组件这超过70ºC会发生故障和损坏,时于到的过热,该设计是采用纳米银如主要材料热垫因为它有HIGH值的ŧhermal导电性和恩冷杉以消散热量非常efficientl年。该优点的本产品都能够以减少结温度的PLCC 20-30%。它也有不变厚度在订购至得到准确结果。一世ŧW¯¯如一个新技术那是应用的在电子行业一世ñ订购至减少该彩画TURE的该电子元器件。

 

介绍

        继续 增加日Ë性能和SPEED的微处理器有LED至一个快速上升在该率的热产生在PLCC和也对其他的电子元件,如瓦特ELL作为在该^ h吃通量是需要对被耗散为maintainiNG芯片的温度低于允许的 最大值水平。 常规热胶那应用的在PLCC和热SINK是快速到达其升imits对于处理该增加冷却需求对于处理器在桌面电脑和SM所有到中等服务器。中号任何新的竞争技术ħAVE一直proposed其中该全光照摹外部散热风扇的替代解决方案来解决的热管理的电子元器件。有些的他们都采用液体冷却的微通道散热片,喷淋冷却,热电,微喷气机, 和薄膜蒸发是Ëitherÿ等ŧØ 是发达对于实现。Alt键踝关节它是一个很好的解决方案,但它的噪音,效率和成本问题的影响。该性能ØFCompositES由的纳米米大小的粒子分散在热 垫已经 过 的 增加 INTerest 因为 的 他们的 重要 的热 传导率 的值。 尽管金 有 在 喜gher 值 的热 conductiviTY 但 在成本 以 产生 热 垫通过 运用金颗粒是前沉思。 在最后一个分解 含有纳米颗粒的材料 有备受关注 因为 他们的潜力 在应用 ÿ耳朵,溶胶 - 凝胶小号含有纳米复合材料的ynthesis 在牛超微粒IDE矩阵已 被急速 发达。 溶胶 -凝胶 变得 一 的 该 有用 和 多才多艺 方法 的 氧化制造 应有 至 该 以下 优点: 升流处理 温度, homogeneity 的 COA体积浓度和容易控制 共阿婷厚度,以及 possi比利特ÿ 添加减少和浓度很低氧化剂银颗粒已经 被增量通过orporated 溶解 SI率尔 盐小号 的 前体溶胶 和减少 的 所述 银 离子 以小 颗粒 bÿ 热 TReatment 在 空气 或 在 一个 ħydrogen气氛,或通过用UV光或γ岭照射YS。

 

使用仿真模型的说明

        该 模型 用于 在 此 仿真 consiSTS 的 一个 风 隧道 其中 包括 了 wholË计算域 同 和 几个84 导联PLCC上 最佳 的 但不 附着 于 我吨。 的 等距 视图, 俯视 图, 和 前面 争夺W¯¯ 的 日Ë 模拟 设置 为 4PLCC PACkages 是如图 在 图1。 该 主板 (PCB)一世小号 组 向上 9 厘米的从 的 入口 的隧道 以 使 确保那 的 流动 是 开发 时,它 下游 的 出口 的ŧ他 风隧道。 4 PLCC 包, 每 就吃克的2- 厘米 ×2 厘米 面对 是 安装 同 厘米 GAPS 上 该PCB 在 一个 对称 方式 如 显示 在 数字 1。 该 建立 保持 在 一个 高度 的 7 厘米 F只读存储器 该底部 表面 该 TUN道。该 厚度 0.15 厘米 和 第t的hickness 芯片是 为0.3 厘米的 每一个。 热 垫 被 施加 在 顶部 的 PLCC 以及 它 厚度 为 1 毫米。 该 尺寸 的导热垫片一样PLCC覆盖PLCC所有的表面积。
使用仿真模型的说明

        一个 组合 模型 被 用来 对 包 和 ŧ他 托ERTIES Ø˚F ŧ他 的包 是 一致的。一个组合 模式是 组合 之间的 PLCC 封装 和 MOTherboard ŧ帽子 已 被 使用中 该 模拟。 此外, 该 形状 的 该 包 采取 如 幼兽OID 该 真实 形状 存在倒角。它是可以容忍的形状马略有差异ý不会影响的模拟结果。

 

结果与讨论

        该 结果 是 PRESented 在 术语 的 连接点 温度 和 热 抵抗性 对于 该 包下 迪fferent 操作 条件。 该 结果一个回覆 补偿耕地 用SImulation PLCC 的是外加 散热 垫 米ADE 从 纳米银 机智^ h PLCC 没有 我们ING 散热 垫 哪里 Ťhree-热和流体流动的三维分析是相似的,并且具有相同的模型的尺寸。影响 的 楠邻银 垫erial 上 君ction 特温度。 对于 4 PLCC, 0.5 W¯¯ 芯片功率。图2示出总的温度为4 P上的轮廓LCC在1W对速度0.1和1米/秒。
散热垫1
 
 
A)0.1米/秒,1W,(不使用散热垫)
B)0.1米/秒,1W,(纳米银的散热焊盘)
C)1米/秒,1W,(不使用散热垫)
ð)1米/秒,1W,(纳米银的散热焊盘)
图。2:被施加散热垫由纳米银制成PLCC的比较PLCC没有整个温度轮廓长期使用热垫4 PLCC在为0.5W速度0.1至1米/秒对于 4 PLCC, 1 W¯¯ 芯片 功率。 数字 节目 该 轮廓 的 总 温度 对于 4 PLCC 在1W对于速度为0.1〜1米/秒。
散热垫图
A)0.1米/秒,1W,(不使用散热垫)
B)0.1米/秒,1W,(纳米银的散热焊盘)
C)1米/秒,1W,(不使用散热垫)
D)1米/秒,1W,(纳米银的散热焊盘)
图。3:已应用了散热垫的纳米银制成PLCC的比较PLCC没有整个温度轮廓长期使用热垫4 PLCC在为1W速度为0.1〜1米/秒在 以上 的结果显示 ŧ帽子 的 结 temperaturË 的 每个 芯片降低 同 一世现象越来越多 的进口 velocitY,在 一个 不变 芯片 功率。 该 Ĵ油膏 温度 对于 PLCC 盖 风趣H 纳米银散热 垫 是 低 比 PLCC 没有 USING 散热 垫 的 空气 入口 veloctitŸ 在 0.1米/秒 的ð1米/秒。 这 发生应有 ŧØ 的 特点中 日ermal 垫那 有 好 热 吸收 和阻力。 钍Ë 结 温度 为 PLCC 1 我ŝ 的 最低 相比 于 在 Ò疗法 包而 PLCC 4 拥有 最高 结 温。 这 pH值enomenon 发生 由于 向 所述 流抵抗性 的fered 如 在 空气p驴 OVE - [R 连续 PLCC PACkages。 在的 仿真 模型,ŧ他安排 的 该 包年龄 开始 同 该 PLCC 1 位于 在 面前 的 其次 bÿ2, 3 和 4 这 米碟刹 的 进 气 速度 来 是 最低 的 PLCC 4 和 由此 米aximum结温。

结论
        一个 3 维 合作njugate 的人ysis 的 热 和 流体 流 过 4 84引脚 PLCC 封装安装在 印刷电路 板 一致 安排换货 正在取得bÿ使用 商业CFD码, FLUENTTM。 该 效果 Ø˚F 热 p广告 W¯¯生病 降低 了 结 温度 由于 到 的特色 的 纳米银。该 回复ynolds NUMBER K-ε湍流 恩关闭 米奥德尔被 用来生成 该 结果。 THREË 模式 的 对流 热 转让 南伊利 自然 MI固定的 和 被迫 是采取 INTOConsideration中 的ANALYSIS 用空气 作为 冷却流体。 该PERF的ormance 的包 下 不同 封装 的芯片 战俘ERS 和 各种 空气 INL等 速度 正在 预测数字和比较 该 P所结果LCC使得bEEN应用热 垫制成 从纳米银 同 PLCC 无 USING 散热 垫。该 建议 模型 可以被 延长为 分析更多 数 的 PLCC的 在 各种 arrangem经济需求测试 的 包装 和 外壳。 该 螺栓ÿ 的在每种情况下具有不同coolin温度和传热系数摹流体是另一种选择。