Comsol期末測驗.

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1 Comsol期末測驗

2 注意!! 此期末題目已多次演練，請自重。 請注意繳交格式與規定。

3 需繳交答案與檔案 1.檢查繪製模型。 2.學號:___________姓名:_____________
散熱器溫度最大:_______，最小:________ (以˚C表示) 熱源代入方式:_____________________。 3. 鰭片長寬高: _____________________。 4.完成檢查模型後，利用COMSOL，匯出圖檔JPGE，存成檔名4950HXXX.doc。 5. 確認繳交後關機。

4 範例檔為495H210.doc

5 解說 若廠商需求:設計散熱鰭片，以便使5~8W LED燈泡正常運作。(瓦數自行選擇在上述範圍即可) 散熱器必須符合基本尺寸外觀。
外壁溫度必須在50~65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。

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

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

8 幾何尺寸 2 3 晶片間距3mm，與外邊間距為2mm

9 設計解說 散熱鰭片外形不拘，自由發揮(可google LED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或1/4體積建模(利用對稱特性)。

10 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2e-4 mm。

11 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-3x2e-4 m^3。
邊界設定時需開啟高導熱設定，設晶片厚為2e-4 mm及材質。 熱源設定 q = 0.5*η/(1e-3*1e-3) W/m2。 其中熱源百分比η=70~75%，1e-3微晶片邊長。

12 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。 晶片使用貼片方式，需輸入熱源設定q值，並開啟高導熱設定，設晶片厚值。

13 實品 燈罩 接頭 散熱鰭片

14 電線通道 LED 鋁基板

15 頂端 底部 電路 底部

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

17 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。

18 建立基板

19 建立貼片方式 建立工作平面

20 移動貼片至表面

21 完成貼片

22 熱源設定 設q值 設定高導表面

23 散熱片設計案例

24 Board=>Ceramic (熱傳導20、密度3900、比熱900)
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)