模块级硅基微流道热仿真与验证

作者姓名:李阳阳、卢茜、向伟玮、张剑、蒋苗苗、张晏铭

通讯作者公司/机构: 西南电子设备研究所

PC端可点击上方的点赞按钮,为作品投出您宝贵的一票】


[   ]   在航空航天领域,微波模块集成密度越来越高,功能越来越复杂,高增益下的功率密度也大幅提升。为满足该需求,在第三代半导体技术发展的带动下,GaN芯片已被广泛应用于TR模块和功放模块中,导致功耗和热流密度也急剧上升。传统的散热方式,如风冷、接触式热传导等不能高效的移除热量,而主动型液冷散热技术作为一种选择值得尝试。本文采用Ansys CFX进行CFD建模仿真,通过仿真设计对比研究了不同微通道结构的散热能力、流阻特性(包含直通微流道和变截面微流道),采用深硅刻蚀工艺和硅-硅键合工艺完成微通道散热器的制作。本文中的模块主要发热源为GaN 开关和 GaN功放芯片,仿真时简化为均匀块体热源。为了研究流动状态对微通道散热特性的影响,本文考虑了层流和湍流两种状态,通过自行搭建热测试系统,对实物样件(两种不同的微通道散热结构)进行表征测试。对比发现,测试结果和仿真结果一致性高,结果表明,变截面微通道散器有散热能力更胜一筹,且层流模型更符合实际应用状态。

[ 关键词 ]   航空航天,微波模块,Ansys CFX,硅基微流体散热,热表征

>>PC端点击查看完整作品