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3D--IC层间复杂结构微通道内流体流动及换热特性研究的任务书
任务书
题目：3D-IC层间复杂结构微通道内流体流动及换热特性研究
背景：
伴随着半导体技术的不断发展，芯片集成度逐渐提高，芯片之间的封装技术也不断进步。3D-IC是近年来应用较为广泛的一种封装技术，在3D层间芯片接口的设计中，微型通道作为重要的组成部分，具有重要的热管理功能，对芯片的稳定性和性能有着重要的影响。
针对3D-IC层间复杂结构微通道内流体流动及换热特性，本研究将开展相关的研究工作，以期为提高芯片的稳定性和性能提供理论支持和参考。
任务：
1.研究3D-IC层间复杂结构微通道内流体流动特性；
2.研究3D-IC层间复杂结构微通道内的传热特性；
3.建立3D-IC层间复杂结构微通道内的数值模拟模型，模拟不同工作条件下的流体流动和传热特性；
4.对不同的3D-IC层间复杂结构微通道内流体流动条件下的传热模型进行实验验证，并对比分析模拟结果和实验结果，验证模型可靠性和精度；
5.对不同的3D-IC层间复杂结构微通道内传热要素进行优化，提高传热效率和热管理效果；
6.撰写研究报告和学术论文。
研究内容：
1.3D-IC层间复杂结构微通道内流体流动特性的数值模拟及分析
（1）建立3D-IC层间复杂结构微通道内的数值模拟模型，考虑通道形状、流体介质、边界条件等影响因素；
（2）模拟不同工作条件下流体在3D-IC层间复杂结构微通道内的流动特性，如流速、入口温度、出口温度等参数；
（3）分析不同工作条件下流体在3D-IC层间复杂结构微通道内的流动特性，如流速、温度场分布、压力分布等参数。
2.3D-IC层间复杂结构微通道内的传热特性研究
（1）建立3D-IC层间复杂结构微通道内的数值模拟模型，考虑通道形状、流体介质、边界条件等影响因素；
（2）分析不同工作条件下3D-IC层间复杂结构微通道内的传热特性，包括传热系数、温度场分布、对流换热、辐射换热等参数；
（3）通过实验验证模拟结果的可靠性和精度。
3.3D-IC层间复杂结构微通道内传热优化研究
（1）优化3D-IC层间复杂结构微通道内传热的相关参数，如通道尺寸、流速、介质性质等；
（2）通过实验验证优化后的效果，提高传热效率和热管理效果。
计划时间及预期成果：
时间：2022年1月-2024年12月
预期成果：
1.具有独立开展微通道内流体流动和换热相关研究的能力；
2.建立了3D-IC层间复杂结构微通道内的数值模拟模型，并模拟分析了不同工作条件下的流动和传热特性；
3.对不同的3D-IC层间复杂结构微通道内流体流动和传热条件进行了实验验证，并对比分析模拟结果和实验结果；
4.实现了3D-IC层间复杂结构微通道内传热优化，提高了传热效率和热管理效果。
参考文献：
[1]DaiR.,ZhangJ.,MengX.,etal.TemperaturedistributioninCu-filledTSVsfor3D-ICpackagingwithdie-stacking[J].AppliedThermalEngineering,2019,160:114123.
[2]PengangZ.,ZhangZ.,etal.Thermal-FluidAnalysisofMicrochannelHeatSinkCoupledwithTriangularFunctionallyGradedMaterialfor3D-ICCooling[J].MathematicalProblemsinEngineering,2021,2021:8854916.
[3]GuoQ.,LiH.,YangM.,etal.AnExperimentalInvestigationofInterlayerCoolantRoutingin3D-ICMicro-ChannelCoolingArchitecture[J].TheJournalofPhysicalChemistryC,2020,124(14):7676-7686.