多芯片组件基板的热效应和热应力分析

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  随着电子封装业的发展,电子封装中传热现象出现了时间尺度和空间尺度上的微小化,于是Non-Fourier效应越来越强。本文分别将Fourier导热模型和Non-Fourier导热模型作为本构关系,对三维多芯片组件基板模型的热传导问题,建立各自的数学物理方程,采用有限差分方法求解相应的模型传热方程,得到了三维基板模型的温度响应和温度分布。并将计算所得的温度场作为体载荷施加到有限元模型,利用ANSYS软件对基板模型进行了热应力的计算分析。   计算结果表明,与经典Fourier分析相比,Non-Fourier的分析结果存在较大差异:模型的温度值较大,温度场进入稳态的时间较长,温度变化的速度较快,热耦合的现象也更强。同时,在热源较集中、耗散热量较大的区域,受约束的面,以及模型的边界区域,都有较大的热应力集中,容易产生热应力破坏。   以往多芯片组件的热分析较少采用Non-Fourier导热模型进行分析,本文所采用的分析过程和方法,对电子封装中的Non-Fourier效应问题的研究提供了可借鉴的分析方法。   
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