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针对三维集成封装结构的热管理，提出了一种基于有限元分析的二维 TSV 芯片/转接板等效热导率计算模型，分析了 TSV 结构参数对等效热导率的影响规律，并证明了 SiO2 层在 TSV 芯片/转接板等效热导率。利用等效简化方法构建了 3D 集成封装器件（HBM 模块）的 3D 有限元模型，详细地分析了三维堆叠芯片中 TSV 的直径和间距、 SiO2 层的厚度、 热源设置以及底部填充材料热导率对封装器件稳态温度分布的影响规律。为了快速地将器件的热量通过散热装置扩散到周围环境， 设计了一款用于高功率器件散热的自动冷却系统，通过有限元模拟系统地计算了结构参数和外部环境参数对散热器散热性能的影响规律，对 3D IC 热分析和热设计提供了有价值的指引。针对三维器件集成导致的高热流密度对可靠性的挑战，探索了基于纳米流体微流道的传热增强机制。发现在层流状态下，微通道内部扰流孔洞采用沿流动方向前疏后密的规律排列时，流域内速度场与温度梯度场之间的场协同性最佳，散热性能最好。揭示了微尺度下的入口效应、轴向导热效应、孔洞处热边界层再发展的耦合作用，是流域内多场协同性改善的根本原因，并进一步阐明纳米流体传热。

1.提出了一种高效、高精度的二维等效热导率计算模型，有望大大提升三维集成封装器件热分析效率。2.提出了传热增强的微通道散热结构并引入纳米流体强化传热，实现对大功率器件的高效热管理。

现有的散热技术中，传统的风冷、液冷、热管等冷却技术已经很难在有限的空间内将大谈热址技术耗散。而喷雾冷却、冲击射流冷却、微通道结构等散热技术虽然是比较有效的冷却方式，但迄今为止，对于这几种散热技术的流动与传热机理认识还相当有限。技术可靠性还相对薄弱。随着各方而科学技术的不断更新与发展。应用于高功率激光装置中极具潜力的这几种散射技术终将得到突破，工程设计与应用的可靠性将得到进一步提升。

团队依托高性能复杂制造国家重点实验室，是我国微电子封装工艺与装备/光电子封装工艺与装备的优势单位，形成了由院士、千人学者领衔的微电子三维系统封装学术团队。成果应用于航天高密度 FPGA 封装、微波组件高密度三维集成等重大领域，团队成员获得省部级科技进步一等奖 3 项，发表国际知名学术期刊论文 200 余篇，获得了 50 余项国家发明专利。

半导体电子系统中的热问题经常被忽视并导致故障。尽管通过合理的设计可以理解和避免热问题，但构建具有改进热性能的新系统需要时间和金钱。由于当今需要管理能源消耗、避免因组件过热而导致故障以及避免代价高昂的过度设计，因此有必要充分利用半导体电子系统热建模工具的潜力。在这种情况下，半导体电子系统是指外壳内的多个PCB组件、具有多个发热IC的单板，甚至是封装中的单个IC，安装在基板上。为了设计最佳热性能并避免前面提到的问题，需要热设计优化技术来管理电子系统中的热量流动方式。

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