基于柔性基板的异构多芯片三维封装散热仿真与优化设计

随着移动终端的广泛应用,射频多芯片系统封装结构的小型化、系统的集成化将导致功率密度的直线上升,同时,芯片各异性的特点将产生温度分布不均的现象,从而催生亟需解决的热管理问题。针对包含5款芯片的典型的射频前端系统,在POP封装基础上,提出柔性基板封装结构设计方案,并应用ANSYS ICEPAK三维数值分析法进行仿真计算,验证得到如下结果:1柔板同层的温差降低到POP结构的6%,异层的温差降低到POP结构的4%,避免了热点的出现;2柔板封装结温随下层屏蔽罩的厚度增大而减小,但尺寸的变化对其影响相对较小;3与铝基相比,铜屏蔽罩能够起到更好的散热作用。研究结果为射频异构多芯片三维封装优化设计提供了参考方案。     

热暴露过程中7050铝合金的微观组织与性能的研究

采用透射电子显微镜和拉伸实验研究了不同热暴露条件下7050-T7651铝合金微观组织和拉伸力学性能.结果表明：未经热暴露的7050-T7651铝合金中主要析出相为Guinierprestonzone（GP区）和η′相,其中η′相与基体的取向关系为[0001]η′//[11]Al,（100）η′//（110）Al.随后7050-T7651铝合金在不同温度下分别热暴露500h,随着热暴露温度的提高,合金中析出相长大越明显,晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化也越明显 热暴露温度提高,合金强度下降越多.7050-T7651铝合金经过长时间热暴露后强度下降、塑性提高的主要原因是晶内主要强化相GP区和η′相的长大粗化以及晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化.     

Q235钢双辉镍铬共渗层的组织结构和耐蚀性能

本文采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金层,通过扫描电子显微镜及能谱仪附件、X射线衍射仪、动态显微硬度系统等测试方法表征了合金层的组织形貌、化学成分、相组成、动态显微硬度和弹性模量,并采用CHI750电化学工作站,以304L不锈钢为对比试样,通过三电极体系以0.001V/S的扫描速度研究了两者在3.5%的NaCl和0.5%H2SO4两种介质中的电化学腐蚀行为.结果表明：等离子共渗后,Q235钢表面形成了厚度约12μm的镍铬合金层,渗层均匀致密,无孔洞裂纹等缺陷,其表面晶粒结聚成团,呈颗粒状.镍、铬合金元素由表及里呈梯度分布,并在次表层达到浓度高峰,其原因在于在此工艺下沉积的表层区域原子发生逆溅射和逆扩散.合金层主要由FeCr0.29Ni0.16C0.06、Cr23C6和γ相组成,与基体呈冶金结合,表面动态显微硬度达9.72GPa.电化学腐蚀试验表明合金层在NaCl溶液中的自腐蚀电位相对于不锈钢正移25mV,并且具有比不锈钢更小的腐蚀电流密度,而在H2SO4溶液中合金层的腐蚀电位虽负移9mV,但其腐蚀电流密度依然远小于不锈钢,计算得出其腐蚀速度相对于不锈钢分别降低了2.35倍和1.30倍,因此双层辉光等离子镍铬共渗可显著提高Q235的耐腐蚀性能.     

MRIgHIFU治疗的热损伤阈值研究

研究基于磁共振T-Map的等效热剂量积分法监控高强度聚焦超声治疗的可行性.并筛选出高强度聚焦超声损伤组织的热剂量阈值.运用磁共振导航高强度聚焦超声治疗系统,使用1 MHz、焦距为150 mm、直径150 mm的聚焦超声换能器,用不同辐照声功率和辐照时间定点辐照深度为20 mm的新鲜离体牛肝脏,辐照过程中用磁共振的测温序列采集各体素随时间变化的温度值并计算各体素的Eq43值,比较计算结果与发生凝固性坏死的Eq43参考阈值,判断该体素是否发生坏死,得到发生凝固性坏死的热剂量区域轮廓和面积.辐照结束后沿凝固性坏死最大面剖开牛肝组织,测量凝固性坏死的面积.选择不同的Eq43参考阈值,并将热剂量计算得到的坏死面积与实际坏死面积进行比较.筛选出离体牛肝组织发生凝固性坏死的最佳热剂量参考阈值.结果表明,基于磁共振T-Map的等效热剂量积分法得到的凝固性坏死的面积值能很好地反应实际发生凝固性坏死的情况,当Eq43参考阈值选为31.2 min时,各辐照声功率和辐照时间下两者大小均无统计学差异.热剂量法为HIFU治疗提供了一种新的判断凝固性坏死发生的方法,这种方法可以实时地反馈控制超声辐照剂量,提高了治疗的安全性和有效性.     

基于蒙特卡洛法的硅纳米线热导率研究

声子在纳米尺度下的输运需要考虑量子效应与边界效应,通过解析方法获得其传输特性比较困难,采用蒙特卡洛方法(Monte Carlo,MC)构建了声子在体态硅与硅纳米线结构中的输运模型,简化了边界散射的选择机制与处理方法.在15～1 000 K的温度范围内,对体态硅的热导率进行了模拟,验证了MC模型对本征散射处理方法的正确性,进而模拟了等效直径为22,37与56 nm的硅纳米线在15～315 K温度范围内的热导率,37和56 nm硅纳米线热导率与实验值符合较好,22 nm硅纳米线热导率比实验值偏大.分析认为随着等效半径的减小,声子色散曲线发生改变,迟豫时间减小,声子发生边界散射的频率增加,导致热阻增大.基于以上分析,通过对边界散射迟豫时间的修正,获得了与实验值较为一致的模拟结果.     

泡沫金属的热分析

提出了一种高孔隙率开孔泡沫金属的结构简化几何模型,运用热电比拟理论在胞孔尺度上分析并求解了有效热导率的计算表达式,并根据已有实验数据进行模型修正.同时模拟分析了金属泡沫三维矩形通道内空气流动的对流换热情况,与实验结果进行了对比验证.研究表明,本文提出的胞孔有效热导率修正模型对铝泡沫金属有一定的适用性;相同孔隙率条件下,泡沫金属通道内强制对流的对流换热系数随孔密度的增加(即孔径的减小)而增大,但付出的代价是阻力也随之增大;相对而言,低孔密度的泡沫金属具有较好的对流换热综合性能.     

Al2O3,Al3Zr颗粒增强Al-12%Si基原位复合材料的高温热膨胀性

以Al-12%Si和Zr(CO3)2作为反应组元,通过原位反应法制备出Al2O3,Al3Zr颗粒增强铝硅基复合材料,通过快速凝固成型得到铸态试样.用热膨胀仪测试了材料在50～500℃范围内的膨胀位移与温度的关系,进而得出平均线膨胀系数.结果表明:在同一温度条件下,随颗粒理论体积分数增加,复合材料的平均线膨胀系数减小.温度是影响平均线膨胀系数的重要因素.当试样温度在50～300℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐增加;当试样温度在300～500℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐减小;300℃时平均线膨胀系数最大.用Rom、Turner和Kerner模型计算了理论热膨胀系数.比较发现,实测值更接近Turner模型理论预测值.最后通过界面残余热应力分析指出具有高温低膨胀性的(Al2O3+Al3Zr)p/Al-12%Si颗粒增强铝基复合材料能有效防止材料高温时的塑性变形.     

造纸脱墨污泥脲醛树脂纤维板研究

利用同步热分析研究脲醛树脂胶的热解特性。利用造纸厂脱墨污泥制造纤维板,分析密度、施胶量、温度、时间对材料物理力学性能影响。结果表明,热压温度在110～200℃之间、NH4Cl加入量为0.5%为宜。污泥纤维板的静曲强度为1.99～18.33 MPa,平均值为8.21 MPa;弹性模量为0.46～3.22GPa,平均值为1.57 GPa;内结合强度为1.58～3.15 MPa,平均值为2.25 MPa;沸腾实验后内结合强度为0.66～1.71 MPa,平均值为1.14 MPa;24h吸水厚度膨胀率为4.36%～7.69%,平均值为5.54%。极差分析密度、施胶量、温度、时间对材料各项性能影响不同,但密度影响都是最大的。SAS分析显示密度、施胶量、温度对材料各项性能的影响都是显著的。     

PLA／ATBC增塑改性体系结晶热性能及耐老化性能的研究

采用熔融共混法,以乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）作为增塑剂,对聚乳酸（PLA）进行增塑改性,讨论了增塑剂用量对改性PLA结晶热性能及耐老化性能的影响．研究发现：当增塑剂ATBC含量增加时,改性PLA中存在β晶型向α晶型的转变,增塑剂的加入可以使改性PLA的熔点（Tm）、玻璃化转变温度（Tg）降低,结晶度增加;起始热分解温度（Te）和最大热分解温度（Ti）增加,热稳定性变好;增塑剂ATBC的加入可以很好的改善PLA的柔韧性,且当ω（ATBC）为20份时,改性PLA的拉伸屈服强度、直角撕裂强度分别为30．16MPa和119．29kN／m,断裂伸长率增加至380．65%,增塑改性效果最好,即使是在自然条件下老化一年后,其综合力学性能仍可以满足一般产品的要求．     

PVC复合稀土热稳定体系加工与应用性能

研究不同稳定体系对聚氯乙烯(PVC)的加工流变行为、力学性能和维卡软化点的影响,通过对比,评价复合稀土稳定剂的综合性能结果表明,复合稀土稳定体系具有良好的综合加工性能,大大改善PVC材料的力学性能.扫描电镜及红外光谱分析证实,稀土热稳定剂具有偶联增韧作用;热分析结果表明,PVC-HREC(稀土稳定剂)体系在氮气中的热降解反应较为简单,为一步反应,通过外推得到其起始降解温度和终止降解温度分别为264.82,325.47 ℃.