Çok katmanlı elektronik elemanlarda ısı iletiminin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, elektronik cihazların işlevi açısından hayati önemi haiz olan çiplerdeki ısı iletimi sayısal olarak hem iki boyutlu hem de üç boyutlu incelenmiş ve aktiflik oranına göre 2 W ila 15 W arasında çalışan bir çip için oluşan maksimum sıcaklıklar irdelenmiştir. Ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) programları olan Fluent'le zamana bağlı ve yatışmış şartlarda sıcaklıkların değişimi incelenmiş, sıcaklık dağılımları elde edilmiş ve Ansys kullanılarak ısıl gerilme ve gerinme analizi yapılmıştır. Örnek olarak ele alınan çipin, 2 ?m altın ve 0,4 mm silikon olan iki tabakadan oluştuğu ve 1,5 mm x 1,5 mm boyutlarında olduğu düşünülmüştür. Taban sıcaklığının 300 K'de sabit tutulduğu, yan yüzeyler hem yalıtılmış hem de doğal konveksiyon sınır şartlarında, iki farklı durum için inceleme yapılarak sıcaklık dağılımları kontur grafikleri olarak verilmiştir. Sonuçların, malzemenin güvenilirliğini etkileyecek sınırlarda olup olmadığı ortaya konulmuş ve altının ya da silikon malzemenin kalınlığında yapılan değişikliklerin ve altın yerine bakır kullanılmasının sistemde oluşan maksimum sıcaklığa ve dağılıma etkileri araştırılmıştır. Silikon malzemenin kalınlığının artması sonucunda maksimum sıcaklığın arttığı, üst yüzey malzemesi olarak altın yerine bakır kullanıldığında ise elde edilen maksimum sıcaklıklar çok yakın değerlerde fakat daha yüksek oldukları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçların çip üretici firmaların bilgisayarlar için yaptıkları sıcaklık testlerinin sonuçları ile uyuştuğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler : Çiplerde Isı İletimi, Elektronik Cihazlarda Soğutma