基于CFD的电子器件散热优间距的数值研究

　　电子器件基于CFD的电子器件散热优间距的数值研究云和明，程林（山东大学空间热科学技术中心，济南250061）为冷却流体多种电子器件间距条件下小空间的温度场及速度场。以电子器件冷却后的温度水平。平均换热系数。流动阻力为主要因素，并结合场协同理论提出一种评价电子器件冷却效果的评判公式，进而以它为指标得出电子器件散热效果的优间距。

　　基金项目：国家973计划项目（2007CB206900）199‘程林963-），男，博士生，教授，博士生导师，主要从事强化传热与节能技术研究5d.http://www.cnki.net电子设备的高效散热一直是现代传热技术的主要应用之一1-4.电子元器件可靠性的改善，功率容量的增加以及结构的微小型化等都直接取决于器件本身热控制的完善程度。研究和实际应用表明，单个半导体器件的温度每升10°Q系统的可靠性将降低5021.因此，微电子器件的冷却已成为重要的研究课题，电子设备的热设计在整个产品的设计中占有越来越重要的地位131.清华大学过增元等151提出了场协同理论，根据此理论，除了增加雷诺数和普朗特数，还可以通过调节流场，增大速度分布和温度分布的均匀性和减小速度矢量u和温度梯度矢量At之间的夹角来实现强化传热。利用场协同理论可实现强化换热，这时流体的阻力（泵功）明显减小，从而更利于节能和应用于工程实际。

　　本文利用CFD技术模拟了电子器件多种间距条件下系统内部的流场和温度场的分布情况，以电子器件冷却后的温度水平、平均换热系数、流动阻力为主要指标，并结合场协同理论提出一种评价电子器件冷却效果的冷却效果数，进而以它为指标得出电子器件散热效果的优间距。

　　1问题的描述及数学模型电子器件如所示，电子器件的材质为陶粒（导热系数：0.211/瓜。“比热：0.84.半导王玉田，陈宗圭。MBEGaAs/AlAs―维超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量。半导体学报，1986 7（5）：516521.许顺生，冯端。X射线衍射貌相学。北京：科学出版社，从测试结果可以看出，101的测试结果显示出正阻现象，且开启电压较高，分析认为这是由于器件制备时选取的发射极面积较大，并且合金不充分造成器件的串联电阻非常大引起的，并且材料制备时生长温度过高对材料质量也有一定影响。103的测试结果展现了较好的负阻特性，达到一33.78；呈现出较大的峰值电流密度及峰谷电流比，分别为73.6kA/cm2和5.1.而X射线双晶衍射的测试和模拟结果也显示103的材料质量较好，符合设计要求。

　　4结论本文用MBE系统进行了共振隧穿二极管（RTD）的材料制备，用X射线双晶衍射的方法对材料进行了测试、模拟和分析，用传统工艺制备出RTD器件，并进行室温下/-V特性测试，通过材料测试和器件测试结果的对比，可以看出X射线双晶衍射测试和模拟可以成为RTD材料的可靠测试方式。