对QFN封装芯片散热PAD的测试研究

QFN封装芯片体积小、重量轻,它特殊的底部PAD能有有效的散热,具有卓越的电性能和热性能[1]。然而如果芯片管脚与芯片散热PAD存在内部短路的问题时,在FT测试将无法准确的筛选出来。部分芯片在终端客户无法正常使用从而引发客户投诉和质量问题。针对此问题,对FT测试方案在硬件设计上进行了优化改善,能够准确的筛选出封装异常芯片。

发射台可快速修复的热防护方法探究

热防护作为防止发射台承载结构受到火箭发射燃气流烧蚀的区域性防护措施,是保证发射台能够可靠承载火箭的关键环节。近年来,随着以长征二号丙运载火箭为代表的常规液体运载火箭发射频率逐年升高,发射台在火箭发射后的恢复时间也大幅压缩。为此,提出发射台热防护的快速恢复方案,将烧蚀式防热技术与隔热式防热技术相结合,设计模块化的热防护组件以实现快速更换。通过仿真、试验并进行搭载使用,结果表明,新式热防护的修复时间由3天缩短至1天,防护效果良好,可以满足高密度火箭发射的使用需求。

Effect of Improving the Slip Properties of the Organic Materials on the Inorganic Filler in Heat Dissipated Pad

The heat dissipated pad is made of composite mixing silicon or epoxy resin with thermal conductive inorganic fillers. The heat-dissipation material improves performance as the amount of thermal conductivity filler increases. However, the optimum recipe should be determined by considering the price and pad formability. In this study, high performance thermal pad is made of silicon resin mixed with Al2O3 as a thermally conductive filler. Since Al2O3 is low cost, it can use much filler. Al2O3 has improved slip-ability with organic coating on it to increase the viscosity of the slurry. The same process and the same recipe, could maximize the amount of the filler. As a result, the thermal conductivity is lower by 10%. But the viscosity is reduced by 60%, too. So form-ability is getting priority.

航空电子产品导热垫使用问题与对策探讨

介绍了航空电子产品散热的重要性和导热垫的特点,剖析了导热垫在航空电子产品装配应用过程中存在的导热垫硬度和尺寸公差较大、印制板变形、结构设计不合理、整机装配精度较差等问题及产生原因,并提出降低初始装配应力、强化可装配性设计、控制公差等解决措施,为后续导热垫的设计选型及装配提供参考。

典型隔热瓦元件剪切性能及重复加载行为试验研究

为了评估典型隔热瓦元件受剪切载荷时的重复使用性能,明确典型元件剪切力学性能及重复加卸载变形特征,本文开展了应变隔离垫(SIP)和SIP-隔热瓦-SIP元件的剪切力学性能试验研究,得到了两类试验件的载荷-位移曲线、峰值载荷、失效模式及不同峰值载荷下试验件的剪切加卸载行为,对两类试验件在准静态单剪载荷下的失效模式及其形成机制进行了定性分析和比较。利用数字图像相关技术(DIC)分析了SIP-隔热瓦-SIP元件的变形特征和剪切失效过程。结果表明:试验中由于剪切载荷不共线,导致试验件自由边界处存在附加弯矩,试验件为界面拉-剪组合失效。随着试样厚度增加,附加弯矩不断增大,使得隔热瓦元件的峰值载荷水平低于SIP试验件。由于SIP具有变形协调能力,剪切载荷作用下隔热瓦主要发生刚体位移,应变和应力水平低。两类试验件的剪切加卸载曲线均存在显著的迟滞效应。迟滞回线的面积和割线刚度随加卸载循环次数的变化不明显,但迟滞回线的面积随着峰值载荷的增大而增大。上述试验结果可为后续克服附加弯矩,完善双剪试验方案和建立SIP及隔热瓦元件剪切力学性能测试规范提供指导,为刚性隔热瓦热防护系统失效行为分析和结构设计优化提供参考。

新型类石墨烯材料在全钢胎肩垫胶中的应用研究

课题研究了新型类石墨烯材料SG3-G在全钢子午线轮胎胎肩垫胶中的应用,通过对N330炭黑的替换,考察胶料的加工性能、物理机械性能、动态生热及热传导性能。结果表明:SG3-G从0份增加到30份,混炼胶的t10和t90缩短,门尼黏度下降明显,硫化胶硬度、拉断强度和定伸应力略有下降,扯断伸长率和扯断永久变形增大,撕裂强度下降明显。同时动态生热有所降低,导热系数增大。

铜基粉末冶金闸片的抗热震性能研究

铜基粉末冶金闸片具有高导热性、优异的摩擦学性能和高适应性,被广泛用于高速列车闸片。本文对粉末冶金闸片进行抗热震试验,模拟闸片在制动过程中的温度变化,并对闸片尺寸、粘接强度及显微组织进行测试分析,以验证铜基粉末冶金闸片的可靠性。结果表明:在宏观角度上(毫米级),经过热震循环后,闸片表面未发现明显裂纹;闸片的整体尺寸均有所增加,在低温循环阶段,尺寸增长较慢,高温循环后,急剧增加;在微观角度上(微米级),闸片背板和钎料层结合较好,界面较平直,与摩擦块无明显界面;经热震循环后,摩擦块内部组织变得疏松,与钎料层的结合程度下降。

单管IGBT产品的热设计优化

本文针对单管IGBT产品的散热优化设计问题,利用Icepak进行数值模拟分析,探究了2种影响因素对单管IGBT散热的影响,可以为相关工程人员提供设计参考。结果表明:导热系数大小对单管表面温度影响非常大,导热系数分别是1、5和7W/(mK)时,单管表面温度从155.7℃降低至99.4℃及94.9℃,结合成本考虑,推荐选用导热系数为5W/(mK)比较合适。导热垫厚度为0.5、1和1.5mm时,单管表面温度分别为96.2、109和119.9℃,导热垫厚度对单管表面温度影响比较大。所以,在满足压缩量要求和装配公差时,导热垫厚度选用越薄越好。实际产品应用中,要根据产品尺寸、成本要求、性能指标综合选择最优的散热方案。

复合型散热硅橡胶研究

研究了氧化铝和氮化硼粒子用量对硅橡胶热膨胀系数、热稳定性及热导率的影响。发现加入两种填料均显著降低了橡胶热膨胀系数,提高了热稳定性及热导率;试验测试热导率和理论计算值差距较大,用Agari模型分析了两种填料对硅橡胶热导率差异影响的原因。按照一定比例混合这两种填料所得混合填料填充硅橡胶可获得最大热导率及较佳性能。所制备的复合硅橡胶具有很好的物理性能,是作为散热使用的弹性导热垫片的理想材料。

摩擦块形状对制动盘摩擦温度及热应力分布的影响

列车制动产生的摩擦热在制动盘表面的分布与闸片结构密切相关,并影响到制动盘的耐热疲劳程度。基于实际应用的圆形、六边形、三角形3种形状摩擦块的制动闸片,利用有限元分析软件ABAQUS,模拟制动时制动盘的温度及热应力分布情况。结果显示:制动盘摩擦表面温度及热应力呈环形带状分布,沿周向变化不明显,在径向上分布的均匀程度差异较大;其变化程度与摩擦块形状和位置有关,摩擦块为圆形时,盘面的温差和热应力最小,摩擦块为三角形时,盘面的温差和热应力最大;摩擦块的位置分布影响到摩擦副接触弧长度,接触弧长度增加,对应的摩擦环带温度升高;各环带对应的接触弧长度偏差越小,制动盘温度越低,分布也越均匀。

拉曼光谱法检验热敏纸的研究

目的:建立拉曼光谱法检验热敏纸的方法。方法:利用显微共聚焦激光拉曼光谱仪对收集到的70个不同品牌的热敏纸样品进行检验分析,得到热敏纸样品拉曼光谱图。结果:依据测得的热敏纸样品拉曼光谱图及样品中所含填料的种类和含量的不同,对热敏纸样品进行区分。结论:该实验方法操作简便,不破坏检材,重现性好,可用于对热敏纸物证的检验区分。

大型推力轴承PTFE-金属复合瓦热弹流润滑设计

针对水力发电机组用大型扇形PTFE-金属复合瓦推力轴承摩擦学设计问题,建立复合轴瓦三维热流固耦合的弹流润滑模型,分析轴瓦结构尺寸对轴承性能参数的影响规律。结果表明,PTFE层厚度对轴承性能有非常重大的影响,过厚的PTFE材料对轴承的散热、弹流润滑状态、瓦面接触强度等都会造成不利影响,尤其是会造成轴承接触温度随PTFE厚度增加而迅速升高;钢基体厚度增加够一定程度上增加最小油膜厚度,但对瓦面接触强度和最大接触温度的影响不大。

高速动车组制动闸片温度与应力分布规律研究

高速动车组制动闸片的温度和应力分布,是影响动车安全运行的关键。基于传热学相关知识和有限元数值模拟技术,考虑了弹性模量、泊松比、导热系数和比热容等材料参数随温度变化的影响,确定了制动过程中闸片热载荷和换热系数的计算方法,建立了闸片制动过程中的热传导模型,并利用ANSYS软件建立了闸片热-力耦合三维仿真模型。通过仿真得到了制动过程中闸片的温度场和应力场分布规律。仿真结果表明:制动62 s后,闸片温度达到最大值535℃;制动75 s后,闸片应力达到最大值333 MPa。所研制的某型闸片符合工程要求。

不同因素对变压器绝缘垫块热老化特性的影响研究

为了探究绕组预紧力对绝缘垫块热老化特性的影响,对4组绝缘垫块分别施加0、200、500、1000 N预紧力后进行135℃加速热老化试验并测试绝缘垫块的力学特性。同时,为了模拟绝缘垫块在实际工况中因受绕组振动影响而发生机械老化,在对绝缘垫块施加200 N预紧力进行加速热老化的同时对其施加幅值为5 N、频率为2 Hz的正弦循环机械载荷。结果表明:热老化使0 N预紧力下绝缘垫块的应力-应变曲线逐渐右移,弹性模量逐渐减小,在135℃下加速老化336 h,绝缘垫块的弹性模量下降为新垫块的79.935%;施加预紧力对绝缘垫块的热老化有减缓作用,预紧力越大,绝缘垫块的老化速率和老化程度越低;施加循环机械载荷会加速绝缘垫块的老化。研究成果对绝缘垫块老化和变压器振动研究有一定的参考和实际应用价值。

轴线偏斜对可倾瓦推力轴承润滑性能的影响

轴偏斜是实际运行推力滑动轴承中普遍存在的现象,轴心线的偏斜是造成推力轴承失效的主要原因之一。建立可倾瓦推力滑动轴承弹性流体动压润滑的计算模型,计算5组不同轴偏斜角下的轴承润滑性能,并将其与未偏斜时的润滑性能作对比。结果表明,轴偏斜造成每块瓦的油膜厚度、压力分布、瓦面温度均不相同,其中对油膜厚度、压力分布影响很大,对瓦面温度分布影响较小;在全膜润滑状态下,微小的偏斜角变化会造成最小油膜厚度和最大压力明显的变化,但瓦面最高温度变化很小。

火箭发射台用热防护涂层材料的应用研究

目的通过双层涂层材料结构,获得综合性能优良的适用于火箭发射台表面的热防护涂层材料。方法以环氧树脂为底层基体材料,加入不同的助剂,再以有机胶为表层基体材料,加入填料和助剂,制备出一种用于火箭发射台的热防护涂层材料。通过附着力和弹性模量对热防护涂层的力学性能进行研究,通过小型发动机烧蚀试验对热防护涂层的热学性能进行研究。最后,通过将热防护涂层涂覆在火箭发射台上,考察研制的热防护涂层经火箭发射后的实际使用效果。结果经测试,热防护涂层材料的附着力达到5.35 MPa,弹性模量为446.72 MPa。当涂层厚度为15 mm时,金属背面温度最高不超过40℃。热防护涂层材料线烧蚀率的平均值为0.515 mm/s。将所研制的热防护涂层材料在国内某火箭发射台上进行使用,使用结果表明,该热防护涂层材料能够承受火箭发射时尾焰的燃气流冲刷,涂层的脱落面积不超过总涂覆面积的10%。结论所研制的热防护涂层材料可以在火箭发射台上使用,并且使用效果良好,起到了保护火箭发射台的作用。

瓦面热变形对多瓦可倾瓦径向滑动轴承弹流润滑的影响

建立多瓦可倾瓦径向滑动轴承热变形分析的数学模型,对比分析仅考虑弹性变形和同时计入弹性变形和热变形情况下多瓦可倾瓦径向滑动轴承的弹流润滑性能差异,分析轴瓦热变形对轴承弹流润滑性能的影响。结果表明,轴瓦热变形导致最小油膜厚度增大、最高瓦面温度下降,但对流体动压力的影响较小。将计入热变形的弹流模型计算结果与实验结果进行比较,基本验证了程序包的正确性。

基于SolidWorks Simulation的主板散热设计

针对高功耗主板,在使用SolidWorks Simulation分析底板散热性能的基础上,提出了主板散热设计方案,通过仿真和试验进行验证。简要介绍了主板的结构形式以及散热方式。通过底板散热分析的实例,阐述了SolidWorks Simulation热分析步骤和方法,提出采用热管均温的方式提高底板的散热性。介绍了导热衬垫的特点,给出了导热衬垫的选型和导热系数的计算方法。最终确定主板散热设计方案,并通过仿真和试验验证该方案科学、合理。

300MW汽轮发电机组径向可倾瓦轴承性能研究

本文详细分析了热弹变形对轴承性能的影响.结果表明热变形对轴承性能的影响较小,而热弹变形对轴承性能影响较大.

铸钢件新型保温补贴的研究与应用

用正交试验法优选铸钢用新型保温补贴的配方，研究其制作工艺，测试了原材料 的性能，初步探讨了保温补贴的尺寸设计，并编制了计算机辅助设计程序。通过生产 试验证明，新型保温补贴具有很好的保温性能和足够的耐火度，高达１７５０℃，而且 生产成本低、工艺简便，使用中获得满意结果。