Párhuzamos hőutak vizsgálata modern áramköri tokozások esetén

Integrált áramkörökben az egységnyi felületre eső disszipációsűrűség folyamatosan növekszik köszönhetőn a különböző 3D tokozási eljárások (stacked die struktúrák, System-in-Package integráció, stb.) egyre szélesebb körű elterjedésének. Kiemelt jelentőségű probléma ezen nagyteljesítményű eszközök hatékony hűtésének megoldása, illetve a tokozások termikus modellezése és kompakt modell alkotása.

Modern áramköri tokozások zömében flip-chip kialakításúak. A fő hőelvezetési út az integrált áramkör hátoldala, azaz a tok teteje felé vezet. Azonban a több száz/ezer feletti kivezetés szám és az üvegkerámia vagy szilícium köztes hordozó (interposer) alkalmazásával az áramköri hordozó felé történő hőelvezetés is egyre jelentőssebbé válik. Egyes irodalmi források szerint ATX házakban a CPU által disszipált hő több mint 20...25%-a az alaplap felé vezetődik el. Modellezés során azonban ezt, a másodlagos hőutat ritkán veszik figyelembe.

A hallgató feladatai:

  • Modern tokozások és szabványos, termikus kompakt modelljeinek (2R, Delphi modell, stb.) megismerése.
  • Szabványos számítástechnikai házakban (ATX, notebook, stb.) hőátadási mechanizmusok és modellezési módszereik megismerése.
  • Egy választott tok konstrukció megismerése, részletes felépítése (layer-by-layer), áramköri hordozó kártyán (pl.: alaplap) és szabványos házban való elhelyezése, majd termikus szimulációja CFD szimulációs eszköz (FloTherm) segítségével.
  • A másodlagos hőút(ak) feltérképezése, javaslat tétel a hőellenállás esetleges csökkentésének lehetőségeire.

 

Angol nyelvű műszaki szakirodalom olvasása.

A munka sikeres elvégzéséhez feltétlen szükséges nagyfokú érdeklődés számítástechnikai eszközök (gamer PC-k, notebook-ok, stb.) építése, tuningolása, szerelése területén!

A feladatra maximum 2 fő hallgató jelentkezését várjuk!

Az önálló laboratórium téma szakdolgozat és diplomatervként is folytatható! Sikeres munkavégzés esetén TDK részvétel javasolt!