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研究生:宋敬平
研究生(外文):Song, Ging-Ping
論文名稱:積體電路上之晶片的熱傳分析
論文名稱(外文):Thermal transfer analysis in IC chip
指導教授:陳寒濤陳寒濤引用關係
指導教授(外文):Han-Taw Chen,
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:積體電路晶片熱波非傅立葉定律拉氏轉換法逆向熱傳導問題
外文關鍵詞:ICChipThermal waveNon-fourier lawLaplace transformInverse problem
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針對目前不斷朝向高速及高密度封裝發展的積體電路 (Integrated
circuit),本文將探討積體電路上之晶片(IC chip)的熱波傳遞行為。
當積體電路上之晶片內存在一方波(Square-corner switching wave)形
式的熱源時,晶片內的熱量會以不同於傳統之擴散機構(Diffusion
mechanism)為主的傅立葉理論(Fourier law)的方式傳遞。欲合理的描
述積體電路上之晶片的熱傳導過程,本文將以球座標系統之非傅立葉(
Non - Fourier)熱傳導方程式,也就是雙曲線型熱傳導方程式(
Hyperbolic heat conduction equation)探討積體電路上之晶片的暫態
熱傳導問題,即假設熱在介質中乃以有限的速度在傳遞。文中將說明以非
傅立葉理論分析積體電路上之晶片的熱傳導過程時,溫度之峰值(Peak
temperature)與溫度隨位置及時間之劇烈變化的熱波行為將導致電子元
件的功能失效或發生熱破壞行為,並將其結果與傅立葉理論做一詳細的比
較。由於研究球座標系統之非傅立葉熱傳導方程式有許多困難,故本文將
分別從解析及數值的角度詳細地探討此非傅立葉熱傳導問題,並將其解析
解(Exact solution)與數值解(Numericalsolution)的結果交互驗證
,以增加本文結果的可靠性及正確性。此外,本文將應用混合數值法並配
合最小平方法進行半導體的熱破壞分析,以逆向問題的角度預測破壞功率
Failure power)與破壞時間(Failure time)之間的關係,文中在非傅
立葉理論下,依破壞時間的不同可得到四個區域,即熱波區,絕熱區,擴
散區及穩態區。

High speed IC chip and its packaging make the heatconduction in
wave nature dominate in thermal transfer process. This paper is
addressed on the wave behavior of thermal propagation of IC
chip. Instead of the classic Fourier equation based on diffusion
mechanism, a finite speed propagation model in spherical system
expressed in a hyperbolic equation was used to predict the
transient process of heat conduction in IC chip, when a heat
source with a square-corner switching wave form was applied. The
peak temp temperature, spatial difference and time variation of
wave behavior are given and compared with that obtained from
Fourier equation. The present study introduces analytical and
numerical algorithms individually to analyze the non-fourier
heat conduction in IC chip in spherical system, and compares
their results with each other. The present study also introduces
a hybrid numerical method which combines the Laplace transform
technique and the control volume method in conjunction with the
least square scheme to investigate the inverse
problemsconcerning the relationship between the failure power
and failure time. It is shown that the failure process is
greatly affected by the occurrence of thermal wave, and then can
be divided into four time domains, wave region, adiabatic
region, diffusion region and steady region.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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