硅芯片表面焊线的电热耦合数值模拟(3)
在接合线中，本文给定一个电势降（电压），并给定焊线的电阻率，通过ANSYS模拟一定时间（10秒）内的加热和散热计算。给定芯片的热通量为0.5瓦/平方毫米。在接合线中的电势降是35毫伏。按照芯片功耗大小的顺序观察加热时接合线中是否存在电位下降。模拟在底部铜散热片没有水冷设备时，电子元件的温度变化情况。同时在模拟时，本文应该把接合线电阻率的线性温度相关性考虑在内，并且进行仿真模拟。同时在模拟时应该比较在采用不同的冷却方式时，芯片中电子元件的温度分布情况。本文选择“无冷却”，“水冷”和“强制风冷”三种情况进行模拟，在此期间整个装置始终存在和空气之间的对流冷却环境。
2 前期准备工作
2.1 本文所用软件及简介
本文知道ANSYS具有非常强大的分析能力。由于ANSYS具有处理热分析的能力，因此本研究将会用到ANSYS的热分析模块。但是经过具体学习了ANSYS的操作后，发现ANSYS mechanical并不具备很好的处理电热耦合的能力，因此本文用到了ANSYS workbench软件。在workbench中，本文能够找到现成的处理电和热模块，软件本身也提供了处理耦合实验模拟的能力。本研究主要用到的是workbench中的electric模块和steady-state-thermal模块。这两个模块能够很好的处理这个课题所需处理的情况。
在用workbench进行仿真模拟时，本文需要建立实体模型。而SolidWorks具备强大的三文绘图能力，并且SolidWorks本身与ANSYS workbench具备关联的能力，本研究所用到的3D模型由SolidWorks建立，完成建模后导入workbench进行一系列后续处理例如，赋予材料的各项属性，并且给定模拟时的种种边界条件等。