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随着集成电路加工工艺的发展,电子芯片的集成度越来越高,功率越来越大,而尺寸却越来越小,产生越来越高的热流密度难以散去。微波集成电路(MMIC)是相控阵天线必不可少芯片,目前军用功放MMIC的热流密度已经达到500W/cm2以上,如果热量难以消散,雷达的性能和可靠性将受到严重影响。LTCC是一种优秀的多芯片RF封装材料,但是其导热率仅有2~5W/m·K,散热性能差成为制约其封装密度的主要因素之一。本文针对基于LTCC的功放MMIC组件进行微流道仿真与实验研究,研究的关键问题有五项:LTCC加工工艺与实验、LTCC基板微流道换热特性、热通孔换热特性、功放组件微流道拓扑结构设计与换热特性研究、天线子阵热变形分析。具体工作内容包括:(1)介绍了LTCC封装和做基板的特点,根据LTCC一体化烧结的工艺步骤,设计本文的实验试件模型并加工成型。使用加工的LTCC试件做实验,研究LTCC微流道换热能力,并对比分析试验和仿真结果。(2)研究了没有热通孔的LTCC基板微流道的各种参数对换热性能的影响,分析的参数包括基板材料热导率、流道高宽比、入口流速、水力直径、流道高度、肋壁厚度。分别对圆形、方形、长条形三种形状和尺寸的热通孔换热特性进行详细研究,对比三种热通孔散热效果的优劣,发现圆孔具有最好的散热效果。然后研究了圆孔情况下,四种微流道肋板布置方案的换热特性。重点研究了四种方案下PA芯片最高温度,进出口压降以及热窗口流固耦合面的传热系数。分析得到最佳方案四和次之方案二。(3)研究了多芯片功放组件的LTCC基板微流道换热特性。首先根据LTCC的加工工艺说明LTCC基板内部流道的构建方法,设计双向平行流道和单向平行流道的流道拓扑结构。然后分别分析两种流道情况下的仿真结果,分析的参数有:平均温度最高和最低的PA芯片的最高温度、不同PA芯片的最大温差、LTCC基板最大温差、基板温度标准差、微流道进出口压降。结果表明双向平行流道可以满足热流密度为100W/cm2的16×16功放组件阵列的冷却要求。(4)根据双向平行流道情况下子阵的温度场分布,分析了子阵平面的热变形和热应力,热形变量和热应力都在安全范围内。