FCBGA封装的CPU芯片散热性能影响因素研究

散热设计是芯片封装设计中非常重要的一环，直接影响芯片运行时的温度和可靠性。芯片内部封装材料的尺寸参数和物理特性对芯片散热有较大影响，可以用芯片热阻或结温的高低来衡量其散热性能的好坏。通过数值模拟(有限体积法)的方法，对某国产FCBGA封装的CPU散热性能进行研究，分析CPU封装内的各层材料尺寸、导热系数及功率密度等因素对CPU温度和热阻的影响。研究结果表明：TIM1导热系数在35 W/(m·K)以内时，TIM1导热系数和厚度对CPU散热有较大影响；晶圆面积(功率密度)对CPU散热有较大影响，晶圆厚度对CPU散热影响不大。     

CPU芯片的散热问题

在计算机的使用过程中人们常常遇到由于CPU芯片过热导致停机的现象,一直都没有找到解决问题的方法。通过对计算机硬件系统CPU主板结构的拆装分析,多次实践后终于找出了解决问题的几种方法,同时并用效果更好。事实证明,此项研究基本解决了CPU芯片的散热问题,实用性强,易于推广。     

计算机芯片散热技术的最新研究进展及其评价

近年来,随着计算机芯片功耗和工作温度的飙升,计算机芯片散热技术成为研究的热点,各种各样的计算机芯片冷却方法和设备也像雨后春笋般蓬勃地发展起来。在分析当前计算机芯片发展趋势、芯片散热需求和芯片散热技术研究趋势的基础上,从传统和新兴两方面对典型的芯片冷却技术进行详尽的评述,并对这些技术和方法未来的研究方向和发展前景进行展望。     

CPU温度警世录

计算机工作时,如果CPU内部的集成电路温度过高,将不能正常运行,并会直接影响计算机的稳定性。而CPU温度的高低,与CPU的发热与散热有着紧密的联系。早先的8086、286、386等因CPU工作频率较低,发热问题还不严重。当时的CPU一般都焊接在电路板上,封装面积不大（往往比主板的主控制芯片还小些）,也没有专用的散热装置,从表面上看,CPU与其他芯片区别不大。随着CPU运行频率的不断提高,CPU的发热和散热问题也日益得到重视。从486开始,一些CPU上开始出现散热片,到了486DX4／100出台时,散热风扇已成为CPU必不可少的散热工…     

基于蓄冷技术的CPU散热系统

随着家用电脑CPU性能的提升,发热功耗也相应的快速上升,针对散热系统的性能要求也越来越高,而散热能力也往往成为性能进一步提高的瓶颈。本文提出了一种基于蓄冷技术的CPU散热系统,通过冰块的蓄冷与水循环散热相配合,提高CPU散热系统的能力,从而达到提高CPU超频的能力,并通过实验对相关系统性能进行了验证。     

PC机，爽你一把

由于大规模和超大规模集成电路技术在计算机上的应用，使得个人电脑以前所未有的惊人速度更新换代。从８０８６、２８６、３８６、４８６到PentiumP４，CPU速度越来越快，价格越来越低。随着CPU集成度的提高，电脑的散热，死机，噪音等问题越来越多地困扰着用户。如果说传统的CPU、散热片、风扇的散热模式在P３以前尚能恪尽职守的话，那么随着P４时代的到来，CPU芯片工作时的高峰状态采用传统散热模式散热就会出现死机现象，大大削弱了电脑的可靠性指标。因此，如何有效地解决电脑散热成为电脑发展中的瓶颈问题。人们从家用电器诸如…     

台式计算机液态金属冷却系统设计及评估

针对高集成度计算机芯片产生的高热流问题,常规的散热方法如空气冷却、水冷等已达到其冷却极限,近期液态金属芯片散热方法的提出为解决上述难题提供了新的可能。本文研制出一套可用于台式电脑的液态金属冷却系统,并对其联机后的实际应用性能进行了初步评估,测试结果表明液态金属冷却系统能有效地将台式计算机产生的热量带走。本文的工作系液态金属散热方法运行于实际计算机热管理的首次报道,可望为液态金属芯片散热技术的进一步实用化打下基础。     

市场聚焦

计算机“防暑”用品的选购 随着气温的升高,电脑主机的散热问题又成为电脑爱好者关心的焦点。各种高档的散热风扇也纷纷上市。电脑用风扇主要有CPU风扇、板卡芯片风扇、机箱风扇、硬盘风扇等。CPU风扇的散热效果与散热片的大小、结构以及风扇的风量有关。我们在电脑城看到不少高档CPU风扇     

热管

您家里的计算机里面可能使用了热管对CPU进行散热,让我们看看在业余电台上是否能应用这个技术。     

基于6U VPX主板的铝基均热板散热性能实验研究

针对某6U VPX高性能主板发热器件众多、总热功耗大导致的散热难题，开展了铝基均热板散热盒的工程应用实验研究。测试结果表明：常温28℃环境中，自然散热工况下铝基均热板散热盒无法满足主板散热要求，风冷散热工况下，铝基均热板散热盒上最大温差为7.2℃,CPU和DSP芯片最大结温分别为45℃和50℃;高温60℃环境中，均热板上最大温差为6.7℃,CPU和DSP芯片最大结温分别为85℃和83℃,低于允许结温105℃。由此可知，铝基均热板散热盒散热性能显著，配合风冷工况可以满足标准6U VPX高性能大功耗主板的散热需求，是解决主板散热困难的有效手段。     

Simulation of a high-power LED lamp for the evaluation and design of heat dissipation mechanisms

High-power LED lamps have been under intense development in recent years. However, issues related to heat dissipation on the LED chip continue to plague research efforts. Heat generation increases with the power of the LED chip and heat accumulation is exacerbated by the plastic casinge of the lamp. Accumulated heat can seriously shorten the lifespan of an LED device. Consequently, manufacturers are constantly seeking ways to improve heat dissipation via heat transfer mechanisms. Little analysis has been performed on coupling the fluid field and heat dissipation inside LED lamps. Using FLUENT software, this study developed a simulation method for LED lamps in order to investigate thermal and fluid fields inside a lamp. The simulation results of an 8 W LED lamp predicted a chip temperature of 75.1 °C and maximum air velocity of 97.3 mm/s within the lamp with two sets of air circulation. The proposed model facilitates new fin designs and the determination of the optimal inner-shell thickness with the proposed design of a LED lamp having 36 fins and an inner-shell thickness of 1 mm for increased heat dissipation.     

自主可控计算机设计与实现

在基于国产高性能龙芯3A CPU芯片进行主板研制并成功实现的技术基础上,通过全面总结自主可控主板的软硬件及整机的实现过程,对自我研制主板的各主要功能电路及关键技术进行了详细阐述,对基于国产固件、操作系统进行整机系统的实现以及针对整机进行的性能测试进行了介绍说明,为国产自主可控计算机的发展提供技术借鉴。     

锂离子动力电池包CFD仿真

针对电动汽车锂离子电池包设计过程中需要注意的散热问题,通过对某电池包模块的几何模型进行简化建立相应的计算模型,通过FLUENT仿真,从多个角度分析不同设计方案对电池包散热性能的影响.通过对仿真结果的对比和分析,发现随着电池包进口风速的增加,电池包的散热性能逐步提升;但超过一定速度后,进一步提升进口风速对电池散热性能的提升效果有限.电池叉排比顺排散热性能要好;随着电池间距的增加,电池包的散热性能随之提升,且改变纵向间距对散热性能的影响大于改变横向间距;边界距离对电池包散热性能的影响较大,距离的减小能提升电池包的散热性能.     

基于TSC695F处理器的星载计算机CPU异常复位问题研究

针对基于TSC695F处理器的星载计算机模拟在轨飞行测试中CPU板异常复位问题进行研究。通过使用逻辑分析仪捕捉过程数据,定位问题发生部位,发现导致星载计算机复位的根本原因是数据装载出错。结合芯片驱动能力限度参数分析,发现CPU板实际驱动负载的数量是决定TSC695F处理器是否复位的重要因素,负载一旦超过芯片驱动能力上限,即会容易造成数据装载出错,从而造成复位发生。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性,并提出了改进方案。     

加固笔记本电脑热设计分析及优化

随着电脑应用的日益宽泛,特别是在野外,电脑需要具备抵抗恶劣环境、防水、便于携带等特点,针对这种情况,该文提出加固笔记本电脑,分析全密封笔记本电脑的"热设计"问题和CPU、南/北桥等芯片的功耗所带来的散热问题.针对这些问题,该文通过仿真软件进行先期的分析验证,并提出优化方案.     

快速浮点加法器的全定制设计

描述了一个流水线运行的、符合IEEE 75 4单精度浮点标准的加法器的全定制设计。该浮点加法器的设计基于SMIC 1 .8V 0 .1 8μm 1p6mCMOS工艺 ,将应用于高性能 32位CPU的浮点运算单元中。该设计在研究快速实现算法结构的基础上 ,采用全定制的电路及版图设计方法 ,提高了浮点加法器的工作速度 ,降低了芯片功耗 ,并通过减少芯片面积 ,有效降低芯片量产时的成本     

Thermal-Aware Task Scheduling for 3D Multicore Processors

A rising horizon in chip fabrication is the 3D integration technology. It stacks two or more dies vertically with a dense, high-speed interface to increase the device density and reduce the delay of interconnects significantly across the dies. However, a major challenge in 3D technology is the increased power density, which gives rise to the concern of heat dissipation within the processor. High temperatures trigger voltage and frequency throttlings in hardware, which degrade the chip performance. Moreover, high temperatures impair the processor's reliability and reduce its lifetime. To alleviate this problem, we propose in this paper an OS-level scheduling algorithm that performs thermal-aware task scheduling on a 3D chip. Our algorithm leverages the inherent thermal variations within and across different tasks, and schedules them to keep the chip temperature low. We observed that vertically adjacent dies have strong thermal correlations and the scheduler should consider them jointly. Compared with other intuitive algorithms such as a Random and a Round-Robin algorithm, our proposed algorithm brings lower peak temperature and average temperature on-chip. Moreover, it can remove, on average, 46 percent of thermal emergency time and result in 5.11 percent (4.78 percent) performance improvement over the base case on thermally homogeneous (heterogeneous) floorplans.     

HPS整流管芯片散热效率计算仿真研究

针对传统散热效率计算方法存在计算时间过长、计算效率过低以及计算误差偏高等问题,提出了一种新的散热效率计算方法———基于傅里叶导热方程的散热效率计算方法。通过对高功率半导体整流管芯片进行分析,引用傅里叶导热方程计算出整流管芯片的传热热阻,根据传热热阻随着温度的变化,获取高功率半导体整流管芯片散热系数。根据高功率半导体整流管芯片散热系数,构建高功率半导体整流管芯片散热模型,利用建立的模型分析转速、冷气流入口的压力和速度以及冷却孔的分布等对转子温度场的以及散热效率的影响,优化散热路径,完成高功率半导体整流管芯片散热计算。实验结果表明,所提方法有效减少了计算时间,提高了计算效率,与此同时,降低了计算误差,使计算结果更为准确。     

采用多齿肋片的电机控制器散热器设计分析

电机控制器作为纯电动汽车的控制核心,其散热性能直接影响到驱动系统的可靠性.以某MOS多管并联的电机控制器样机为研究对象,将原设计的光滑肋片替换为多齿肋片结构,以MOS管芯片温升和肋片散热器重置为评价指标,对原散热器结构进行改进设计,并进行CFD数值分析.结果表明,相对于原设计的光滑肋片,多齿肋片结构增加了对流散热的表面...