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《上海交通大学》 2007年
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新型微通道热沉的设计和数值研究

葛浩  
【摘要】: 随着电子科技的迅速发展,电子器件的功率和集成度日益提高,产生的热流密度也越来越大,由于空气自身热物理性质的局限,传统的空气冷却方法将不能满足未来电子散热的需求。预期新一代的冷却技术将以液冷为主,而在液冷技术中,微通道冷却由于结构简单、冷却能力突出而备受关注。由于集成式微通道热沉与电子芯片的设计和制作是同步的,所以兼容性好、热阻小,是电子芯片散热最有前途的解决方案。 虽然平行微通道具有诸多优点,但两个主要缺点严重影响了它的性能:一是压降较大,容易导致噪音、封装和驱动等问题;二是温度分布不均匀,容易导致电子设备的稳定性和可靠性等问题。 本文对分形树状微通道网络热沉进行了三维数值研究,并首次考虑了热沉基体和冷却剂之间的耦合传热,根据数值研究结果对常规分形树状微通道网络热沉进行了改进,并将改进后的分形树状微通道网络热沉的性能和常规的分形树状微通道网络热沉及平行微通道热沉做了比较。本文同时提出了一种新型的通道结构――树状平行微通道,并对其特性进行了深入的数值研究。另外,本文还对翅片型微通道热沉进行了三维
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN402

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 丁杰;何多昌;唐玉兔;;翅柱式水冷散热器的性能研究[J];大功率变流技术;2013年02期
2 王辉;汤勇;余建军;;相变传热微通道技术的研究进展[J];机械工程学报;2010年24期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 孙志坚;电子器件回路型热管散热器的数值模拟与试验研究[D];浙江大学;2007年
2 张永存;多孔材料传热特性分析与散热结构优化设计[D];大连理工大学;2008年
3 柴磊;周期性扩缩微通道单相及两相流动传热特性研究[D];北京工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王东芳;星载蒸汽压缩热泵排热系统研究[D];北京工业大学;2012年
2 王从权;微散热器流体通道结构参数对工质流动及传热特性影响的研究[D];中南大学;2012年
3 刘宁;液冷系统中流体流动及换热特性的研究[D];南京理工大学;2013年
4 李宏伟;微通道热沉的设计与数值研究[D];华北电力大学;2012年
5 刘刚;高功率CCEPS激光器微通道热管理系统设计及激光增益介质温度分布的研究[D];北京工业大学;2012年
6 石国权;相变材料应用于电子器件的控温性能研究[D];华南理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 冯仰浦,张肇剡,陈光明,郑炜;热声制冷的实验研究[J];低温工程;1999年04期
2 王沫然,李志信;微尺度热科学及其在MEMS中的应用[J];仪表技术与传感器;2002年07期
3 李腾,刘静;芯片冷却技术的最新研究进展及其评价[J];制冷学报;2004年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王沫然,陈泽敬,李志信;微气体流量计的模拟与优化[J];微纳电子技术;2003年Z1期
2 商福民;董伟;;局域非平衡条件下微尺度超常传热特性及研究进展[J];长春工程学院学报(自然科学版);2007年03期
3 廖芳平;王小群;王宏鹏;;一种基于TEC的智能温控材料系统探索研究[J];材料工程;2008年06期
4 刘天军;何亚峰;季红宇;;微流体技术在电子芯片冷却中的应用研究进展[J];低温与超导;2009年09期
5 王大东;崔晓钰;任禾盛;;两热源热管散热模组瞬态性能热分析[J];电子工艺技术;2011年02期
6 刘静;周一欣;;芯片强化散热研究新领域——低熔点液体金属散热技术的提出与发展[J];电子机械工程;2006年06期
7 刘明;刘静;;计算机系统级热管理技术最新研究进展[J];电子机械工程;2008年06期
8 邰晓亮;王文;;新型全缓冲模组内存散热器研究[J];电子器件;2009年01期
9 王沫然,李志信;微通道内气体流动的三维效应[J];工程热物理学报;2004年05期
10 诸凯;李媛媛;陆佩强;赵达姗;黄瀅;赵卫杰;覃秀罡;宋悦;;高性能热管散热器的实验研究与数值模拟[J];工程热物理学报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 杨娟;冯诗愚;刘卫华;;计算机芯片冷却技术的研究现状与发展[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
2 诸凯;张颖;梁雨迎;;高功率芯片冷却散热的实验研究与数值计算[A];第十届海峡两岸冷冻空调技术研讨会论文集[C];2011年
3 刘静;;基于微纳机电技术的可穿戴式空调系统[A];第七届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2007年
4 陈恩;;电子设备热设计研究[A];第十三届全国热泵与系统节能技术大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘东;高热流密度微结构散热器换热特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 余业珍;突片激励射流传热和混合特性研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 马安国;高效能GPGPU体系结构关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 孙岩;微/小通道内微多孔表面流动沸腾传热强化研究[D];华东理工大学;2011年
5 王沫然;微纳尺度气体流动和换热的Monte Carlo模拟[D];清华大学;2004年
6 胡学功;高性能微槽群相变散热系统的研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2005年
7 马永锡;振荡热管传热机理及传热性能的研究[D];南京工业大学;2006年
8 张承义;超深亚微米微处理器漏流功耗的体系结构级优化技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 徐高卫;超级计算机子系统的热管理与无线传感网3D-MCM的设计制造及热机械可靠性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
10 张永存;多孔材料传热特性分析与散热结构优化设计[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳红;CPU热柱散热器的实验研究及流场和温度场的数值模拟[D];湘潭大学;2010年
2 孙潇;用于芯片散热的蒸发冷却技术[D];东华大学;2011年
3 刘欢;密集型窄缝矩形通道液冷冷板性能分析与结构优化[D];西安电子科技大学;2011年
4 孙滔;膨胀石墨基复合相变材料电子芯片控温散热器的性能研究[D];华南理工大学;2011年
5 梁字辉;表面处理技术强化CPU散热器性能研究[D];华南理工大学;2011年
6 赵越;大功率GaAs光导开关热设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2011年
7 杨娟;电子芯片冷却用微型膜式压缩机理论研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 张弛;硅基正弦波纹微通道内流动与强化换热特性研究[D];上海交通大学;2012年
9 李明磊;低温余热回收利用强化换热技术及数值模拟研究[D];昆明理工大学;2011年
10 岳珊;规则多孔铜气孔结构对其传热性能的影响[D];昆明理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任远;白广忱;;基于近似模型的电子封装散热结构优化设计[J];半导体技术;2008年05期
2 黄科;杨红伟;车相辉;彭海涛;王媛媛;徐会武;;微通道散热大功率半导体激光器研究[J];微纳电子技术;2009年11期
3 夏国栋;柴磊;齐景智;;梯形硅基微通道热沉流体流动与传热特性研究[J];北京工业大学学报;2011年07期
4 席有民;余建祖;高红霞;曹学伟;;矩形微槽乙醇水溶液传热特性数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2008年06期
5 杨春信,袁修干;穿透式冷板的传热分析[J];北京航空航天大学学报;1996年06期
6 姜明健,罗晓惠,刘伟力;水在微尺度槽道中单相流动和换热研究[J];北京联合大学学报;1998年01期
7 蒋洁;郝英立;;高热流微冷却器的换热性能研究[J];传感技术学报;2006年05期
8 韩宾;高杨;王保安;;V型微通道热沉的加工与测试[J];传感器与微系统;2008年10期
9 程劲嘉;;综合模块化航空电子的液冷设计[J];电讯技术;2011年06期
10 于庆波,周旭东,刘相华,王国栋;应用神经网络求解层流冷却水冷区热交换系数[J];东北大学学报;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张根烜;杨双根;关宏山;;新型液冷技术简介[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘亮;传导冷却端面泵浦板条放大器热效应研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 贾海朋;结构与柔性机构拓扑优化[D];大连理工大学;2005年
3 甘云华;硅基微通道内流动与传热的可视化测量及其规律的研究[D];中国科学技术大学;2006年
4 杜东兴;可压缩性及粗糙度对微细管内流动及换热特性的影响[D];清华大学;2000年
5 何飞;SiO_2和SiO_2-Al_2O_3复合干凝胶超级隔热材料的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 李卓;微细通道内单相和两相阻力损失特性的研究[D];北京工业大学;2007年
7 钟晓晖;微型制冷系统仿真与实验研究[D];北京工业大学;2007年
8 云和明;细通道单相流动和传热特性的研究[D];山东大学;2007年
9 李志刚;大功率固态激光器中的传热与热应力研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
10 余小玲;电力电子集成模块及新型翅柱复合型散热器的传热性能研究[D];西安交通大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董锋;液冷冷板内S型及S型加分流片流道仿真与优化[D];西安电子科技大学;2011年
2 刘绩伟;微型热泵排热系统的研制与试验[D];北京工业大学;2011年
3 张冰峰;高效磨削用热管砂轮设计与换热性能仿真分析[D];南京航空航天大学;2011年
4 曹业玲;矩形通道空芯冷板换热特性研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 孙玮;热管型电子器件散热器的数值模拟和实验研究[D];浙江大学;2003年
6 赵妍;应用FLUENT对管路细部流场的数值模拟[D];大连理工大学;2004年
7 刘青;微通道热沉内流体流动与传热的数值模拟[D];北京工业大学;2005年
8 刘思光;电子元器件液体自循环冷却系统的传热特性与实验研究[D];北京工业大学;2005年
9 王艳红;微型气—液换热器的研制与实验研究[D];北京工业大学;2005年
10 王雪峰;回路型重力热管散热器沸腾传热的实验研究及数值分析[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆龙生;刘晓辰;邓大祥;;多孔壁面沟槽的犁切-热处理成形机理[J];华南理工大学学报(自然科学版);2012年01期
2 陈林根;;构形理论及其应用的研究进展[J];中国科学:技术科学;2012年05期
3 张凯;邓子辰;周加喜;胡伟鹏;;圆柱夹层多孔材料的主动散热性能研究与优化设计[J];计算力学学报;2012年01期
4 巫江虹;谢方;刘超鹏;欧阳光;;电动汽车热泵空调系统微通道换热器适应性研究[J];机械工程学报;2012年14期
5 宗露香;徐进良;王晓东;孙东亮;;高热流作用下微通道内种子气泡热控沸腾传热数值模拟[J];机械工程学报;2013年14期
6 王婷;谷波;赵鹏程;张萍;;燃料电池汽车动力控制模块水冷冷板的性能仿真及评估[J];机械工程学报;2013年18期
7 唐玉兔;丁杰;;管式IGBT水冷散热器性能的数值模拟研究[J];机电工程;2014年07期
8 丁杰;唐玉兔;;翅柱式IGBT水冷散热器的数值模拟[J];机床与液压;2014年16期
9 王伟;晏江;;热管在笔记本电脑散热设计中的模拟研究[J];制冷空调与电力机械;2009年05期
10 韩晓红;闵旭伟;李鹏;张玉佳;陈光明;王勤;;一种利用气泡泵效应重力辅助回路热管的实验研究[J];西安交通大学学报;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 巫江虹;谢方;刘超鹏;欧阳光;;电动汽车热泵空调系统微通道换热器适应性研究[A];“广汽丰田杯”广东省汽车行业第七期学术会议论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李金旺;环路热管多孔结构的毛细抽吸性能及其制备与优化[D];山东大学;2011年
2 李冬梅;多场耦合及多相材料的柔顺机构拓扑优化研究[D];华南理工大学;2011年
3 徐志鸥;防爆环境下大功率三电平变换器功率损耗与散热方法研究[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于雷;多孔NiAl材料合成及性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 张国强;大功率电子器件低温差散热的理论与实验研究[D];浙江大学;2010年
3 吴怀亮;隔爆水冷变频器热交换及温差控制机理研究[D];太原理工大学;2011年
4 付正洲;级联型多电平交流变换器及其应用研究[D];南京理工大学;2012年
5 高红星;大功率LED灯散热性能研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 王伟;空调用环形热管换热器的数值模拟研究[D];广州大学;2010年
7 徐雅楠;非均匀金属蜂窝材料换热性能分析快速数值算法[D];大连理工大学;2012年
8 赵埕萱;模块化多电平逆变器的研究[D];安徽理工大学;2012年
9 张跃宾;基于水冷的LED阵列散热研究[D];燕山大学;2012年
10 何挺;微小型薄壁铜管矫直工艺研究及设备开发[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王立鼎,刘冲;微机电系统科学与技术发展趋势[J];大连理工大学学报;2000年05期
2 谢志刚,韩立,凌勇,王秀凤,陈皓明,顾毓沁,吉元;用扫描热显微镜研究材料表面微区热导分布[J];电子显微学报;2000年05期
3 李志信,王沫然,谭立彦;相变型热驱动微泵泵送特性的实验[J];科学通报;2001年22期
4 过增元;国际传热研究前沿──微细尺度传热[J];力学进展;2000年01期
5 杨岳,周兆英,叶雄英,江小宁;双金属热致动微型泵[J];仪器仪表学报;1996年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晓华,张宝顺,王玉霞,任大翠,张兴德;微通道热沉标准单元制作的SEM观察[J];电子显微学报;2000年04期
2 周继军,徐进良,甘云华,陈勇;微通道中临界热流密度的实验研究[J];自然科学进展;2005年05期
3 咏涛;实用100kW级二极管列阵[J];激光与光电子学进展;2002年05期
4 何叶,李磊民,杨涛;基于MEMS技术的新型微冷却方式[J];仪表技术与传感器;2004年09期
5 王晓东,刘冲,马骊群,王立鼎;塑料微流控芯片微通道热压成形机的研制[J];制造技术与机床;2004年11期
6 廖彦剑;郑小林;廖斌;胡南;张文献;罗洪艳;候文生;;利用高速摄像分析微通道红细胞变形性方法的初步研究[J];激光杂志;2010年04期
7 吴慧英,郑平;集成微热沉系统的设计和制作[J];微细加工技术;2004年01期
8 邵世婷;王文;;变工况下微通道两相换热器性能模拟[J];传感技术学报;2008年02期
9 白忠臣;姜崇杰;秦水介;李静;张欣;;一种基于激光加工微型通道的光纤生物传感器[J];光电子.激光;2009年05期
10 黄强,朱新坚,曹广益;微尺度学在微型燃料电池数学模型中的应用[J];系统仿真学报;2005年09期
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1 刘畅;兰文杰;徐建鸿;骆广生;;微通道技术制备有机-无机纳米复合材料微球[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
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5 娄文忠;Herbert Reichel;;硅微通道致冷系统设计与仿真研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 刘建和;李炯明;陈戬;张劲松;姜永明;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;局麻下微通道经皮肾镜取石术[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
7 屈卫星;程永毅;;B超定位下微通道经皮肾镜取石术治疗无积水肾肾盏结石[A];第十六届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2009年
8 李炯明;刘建和;陈戬;姜永明;张劲松;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;微通道经皮肾镜取石术的并发症及处理[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
9 王玉军;毕元春;赵斌;骆广生;;运用微通道技术制备氧化锌材料[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
10 郭剑明;王国民;徐志兵;朱延军;胡晓轶;杨渊峰;刘宇军;徐凯;林文耀;;标准通道与微通道经皮肾镜取石术比较[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 程亮;微通道,有木有?[N];人才市场报;2011年
2 本报记者 陈杰;空调将进入微通道时代[N];科技日报;2008年
3 张亮;美海军成功为未来武器研制微型散热器[N];科技日报;2005年
4 王磊;三花-丹佛斯落户杭州[N];中国现代企业报;2007年
5 通讯员 陈门雪 记者 刘晓军;高平均功率DPL技术获重要突破[N];科技日报;2005年
6 新华;加拿大科学家成功研发出“芯片实验室”[N];医药经济报;2005年
7 全军生物芯片技术重点实验室 陈忠斌 王升启;生物芯片面面观[N];科技日报;2001年
8 ;抓住电子商务的灵魂[N];计算机世界;2002年
9 陈文罗斌彭易;构建和谐 民心“大合唱”[N];四川日报;2008年
10 袁琦 崔彦玲;常州建行去年发放“绿色信贷”59亿元[N];常州日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘江疆;基于微通道内表面张力控制和驱动的分析新方法研究[D];清华大学;2010年
2 季喜燕;微通道内气液两相流动及传质过程研究[D];天津大学;2011年
3 范晓光;微通道内蒸汽及混合蒸气冷凝流动与传热[D];大连理工大学;2012年
4 付涛涛;微通道内气液两相流及气泡行为研究[D];天津大学;2010年
5 金庆辉;微通道电泳芯片系统的原理、方法和应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
6 王国栋;微通道内稳定流动沸腾的换热特性及沸腾不稳定性研究[D];上海交通大学;2010年
7 刘斌;液体空化强化微通道传热机理研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2014年
8 吴信宇;磁动力微流控芯片内磁珠动力学行为及其强化混合与分离机理研究[D];上海交通大学;2012年
9 王艳;基于MEMS加工工艺的复杂结构微通道散热器研究[D];上海交通大学;2009年
10 苏宏久;微通道内溶液吸收H_2S传质特性的研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓玉;微通道光生物制氢反应器内微生物生长及传输特性[D];重庆大学;2010年
2 李萌萌;微通道气体流动的分子动力学模拟[D];西安电子科技大学;2005年
3 徐安怀;高功率半导体激光器微通道热沉研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
4 李铁;微通道电泳芯片和DNA芯片系统中的信号处理与分析[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
5 李金;实用化硅微通道红细胞变形性测量系统及流路测控技术研究[D];重庆大学;2004年
6 马晓东;十字交叉沟通微通道芯片的微液滴生成研究[D];重庆大学;2010年
7 王迎昆;高密度组装微通道对流换热实验研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 彭长屏;激光加工石英微通道技术的研究[D];贵州大学;2007年
9 王勋;微通道冷凝换热实验研究[D];上海交通大学;2009年
10 唐裕霞;大功率半导体激光器列阵散热技术的研究[D];长春理工大学;2004年
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