硅基电子器件的接触热阻研究.doc

摘要：近些年来，随着我国的微电子技术的快速发展，我们所使用的电子设备集成度越来越高，具有高灵敏度的同时也提高了电子设备的功率，电子设备所产生的的热也越来越多，当环境温度越来越高的时候，电子设备的稳定以及可靠性就会收到影响，所以热接触这个问题日益突出，渐渐的成为了决定电子设备性能的一个主要原因之一，有一个良好的散热方式，电子设备的尺寸设计，空间合理安排的提高都有了重要意义。

本课题设计通过改变硅基器件的结构和材料的方法，使用COMSOL Multiphysics仿真建模研究结构和材料对硅基器件接触热阻的影响和作用，本设计着重考察接触热阻中四个参数对硅基器件热管理中接触效应的影响，这四个参数分别是：接触压力、微硬度、表面粗糙度、表面粗糙度梯度。结果表明：器件中接触压力、粗糙度、粗糙度梯度，以及微硬度等的改变都会影响集中器件的热阻。表面粗糙度梯度对气隙热阻的影响很小，接触热阻及其影响因素在电子设备的热管理中扮演了极其重要的角色。研究结果能为大功率器件的传热散热提供科学依据。

关键词：接触热阻；接触压力；微硬度；表面粗糙度；表面粗糙度梯度

目录

摘要

Abstact

1 绪论1

1.1  课题研究的目的1

1.2  课题研究的意义1

1.3  课题研究的背景1

1.4  课题研究的现状1  

1.5  本课题研究的内容2

2 COMSOL Multiphysics软件以及接触热阻的介绍2

2.1  COMSOL Multiphysics介绍2

2.2  COMSOL Multiphysics特点2

2.3  COMSOL Multiphysics特点的具体应用3

2.4  接触热阻3

2.5  接触热阻产生的主要原因3

2.6  接触热阻仿真3

3 建模4

3.1模型定义与介绍4

3.2建模步骤6

3.3研究过程13

4 研究结果与讨论20 

4.1  器件的可视化以及温度分布显示20

4.2  接触热阻的仿真建模与分析20

4.2.1 表面粗糙度对集中热阻的影响21

4.2.2 表面粗糙度对气隙热阻的影响21

4.2.3 接触压力和微硬度对集中热阻的影响23

4.2.4 接触压力和微硬度对气隙热阻的影响24

5  结论与展望25

参考文献26

致谢2