[发明专利]铜柱结构的散热性能优化方法、装置及设备

权利要求书

1.一种铜柱结构的散热性能优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将影响铜柱结构的散热性能的因素划分为待优化参数和其余因素，所述待优化参数包括铜柱面积、铜柱厚度和铝制散热片厚度；

建立所述铜柱结构的传热模型；

保持所述其余因素不变，并将所述传热模型中的铜柱面积设置为对应初始设计值，在设计值范围内改变铜柱厚度和铝制散热片厚度，得到不同铜柱厚度和铝制散热片厚度所对应的芯片温度场模拟结果，根据芯片温度场模拟结果得到使得散热性能最佳的铜柱厚度和铝制散热片厚度，即为铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值；

若所述铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值对应的芯片温度场模拟结果所显示的最高温度不高于所述芯片的额定设计温度，则输出所述铜柱厚度最优值、铝制散热片厚度最优值、铜柱面积的对应初始设计值。

2.根据权利要求1所述的铜柱结构的散热性能优化方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值对应的芯片温度场模拟结果所显示的最高温度高于所述芯片的额定设计温度时，保持所述其余因素不变，并将所述传热模型中的铜柱厚度保持为所述铜柱厚度最优值，将铝制散热片厚度保持为所述铝制散热片厚度最优值，逐步增大所述传热模型中的铜柱面积，直至对应得到的芯片温度场模拟结果显示的最高温度不高于所述芯片的额定设计温度，或者所述铜柱面积已增大至对应设计值范围中的最大值，输出当前的铜柱面积。

3.根据权利要求2所述的铜柱结构的散热性能优化方法，其特征在于，所述逐步增大所述传热模型中的铜柱面积，包括：

计算所述铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值对应的芯片温度场模拟结果所显示的最高温度与所述额定设计温度的差值；

所述差值小于温度差阈值时，从铜柱面积的对应初始设计值开始逐步增大铜柱面积，所述差值不小于温度差阈值时，从铜柱面积的参考值开始逐步增大铜柱面积，所述参考值大于所述铜柱面积的对应初始设计值。

4.根据权利要求3所述的铜柱结构的散热性能优化方法，其特征在于，所述铜柱面积的参考值按照下列公式确定：

式中，S表示参数调整比例，T_max表示所述铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值对应的芯片温度场模拟结果所显示的最高温度，T_C表示所述额定设计温度，D_T表示所述温度差阈值，S_min表示所述铜柱面积的对应初始设计值。

5.一种铜柱结构的散热性能优化装置，其特征在于，所述装置包括：

参数设置模块，用于将影响铜柱结构的散热性能的因素划分为待优化参数和其余因素，所述待优化参数包括铜柱面积、铜柱厚度和铝制散热片厚度；

模型仿真模块，用于建立所述铜柱结构的传热模型；

参数优化模块，用于保持所述其余因素不变，并将所述传热模型中的铜柱面积设置为对应初始设计值，在设计值范围内改变铜柱厚度和铝制散热片厚度，得到不同铜柱厚度和铝制散热片厚度所对应的芯片温度场模拟结果，根据芯片温度场模拟结果得到使得散热性能最佳的铜柱厚度和铝制散热片厚度，即为铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值；

输出模块，用于在所述铜柱厚度最优值和铝制散热片厚度最优值对应的芯片温度场模拟结果所显示的最高温度不高于所述芯片的额定设计温度时，则输出所述铜柱厚度最优值、铝制散热片厚度最优值、铜柱面积的对应初始设计值。