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問題說明

問題說明. 說明. 此題主要目的是使同學們瞭解，工業應用。 在各位學習一學期的 Comsol ，固然無法全部理解，但這是一個開端，讓各位去思索如何將課程所學逐漸應用於工程或未來工作，對於業界需求的思索應該是個開端。 本檔案放置於 http://eportfolio.lib.ksu.edu.tw/~T093000099/ 資源中心。. 工程解說. 若廠商需求 : 設計散熱鰭片，以便使 8W LED 燈泡正常運作。 散熱器必須符合基本尺寸外觀。 外壁溫度必須在 50  C 上下。

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Presentation Transcript

  1. 問題說明

  2. 說明 • 此題主要目的是使同學們瞭解，工業應用。 • 在各位學習一學期的Comsol，固然無法全部理解，但這是一個開端，讓各位去思索如何將課程所學逐漸應用於工程或未來工作，對於業界需求的思索應該是個開端。 • 本檔案放置於http://eportfolio.lib.ksu.edu.tw/~T093000099/ • 資源中心。

  3. 工程解說 • 若廠商需求:設計散熱鰭片，以便使8W LED燈泡正常運作。 • 散熱器必須符合基本尺寸外觀。 • 外壁溫度必須在50C上下。 • LED為複合式晶片，總計16片，每片為1mm x1 mm大小，厚度200e-6 mm，晶片間距如幾何尺寸所示。

  4. 60 20.5 3 A視圖 50.5 28 21.5 56 電線通道，直徑8.8 55 紅字表該尺寸重要不能改 單位: mm 幾何尺寸

  5. A視圖 載板及晶片 晶片，1mm x 1 mm 30 60 56 34 17  50.5 17 鋁基板，厚1.6 mm 幾何尺寸 8.8 mm

  6. 2 3 2 3 2 幾何尺寸 晶片間距3mm，與外邊間距為2mm

  7. 設計解說 • 散熱鰭片外形不拘，自由發揮(可googleLED燈泡)。 • 散熱器總高度(上端到底端)55mm不可以變更。 • 上下大小端孔徑不可變更。 • 建模可以用1/2體積建模(利用對稱特性)。 • 散熱器材質為Al 6063-T83鋁合金。

  8. 使用模組 • 使用comsol熱傳模組。 • 晶片熱源使用貼片方式。 • 晶片體積尺寸:邊長x邊長x厚度=1e-3x1e-3x0.2e-3 m^3。 • 熱源設定 q = 0.5*0.7/(1e-3*1e-3) 。 • 開啟高導熱設定，設晶片厚為0.2e-4 mm。

  9. 使用材質 • 散熱器材質為鋁材質Al 6063-T83。 • 基板: • 1.可先選用鋁基板材質Al 6063-T83後，再更改k值為2.5 w/m-K，或 • 2. 自行輸入陶瓷(Ceramic)材質，(熱傳導係數(k)20、密度()3900、比熱(cp)900) • 晶片材質Al2O3。 • 開啟高導熱設定，設晶片厚為0.2e-4 mm。

  10. 邊界設定 • 散熱器外熱對流傳導係數 h= 8。 • 基板上熱對流傳導係數 h = 2。 • 外部溫度:300˚C • 對稱面，需選擇設定 symmetric/絕熱。

  11. 實品 燈罩 接頭 散熱鰭片

  12. 電線通道 LED 鋁基板

  13. 頂端 底部 電路 底部

  14. 建模工具 • 可以使用comsol • Pro-E • Auto CAD • SolidWork….等你熟悉的繪圖軟體。

  15. 貼片建立方法 • 建構散熱鰭片後。 • 建立1.6mm厚的基板使用鋁材質Al 6063-T83，但更改k值為2.5 W/m-K。 • 設定工作面，在工作面繪製晶片。 • 利用陣列工具複製x、y方向晶片，總計16片。 • 利用Embed工具將16片晶片貼到基板上。 • 可能需要調整位置，使晶片在基板表面。

  16. 建立基板

  17. 建立貼片方式 建立工作平面

  18. 移動貼片至表面

  19. 完成貼片

  20. 熱源設定 設q值 設定高導表面

  21. 散熱片設計案例

  22. 散熱片設計模擬 Heat flux=6 Board=>Ceramic (熱傳導20、密度3900、比熱900) Tj=68.4°C Tmin=62.6°C 8W q_source=0.5*0.7/(1.43e-3*1.43e-3)

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