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微機(jī)摹擬技藝在CPU散熱器預(yù)設(shè)時(shí)的運(yùn)用研討
伴隨著Intel和AMD兩家處理器巨頭間無休止的競爭，CPU的主頻在飛速提升。用戶一邊享受著高速運(yùn)算帶來的快感，也同時(shí)日益為高頻處理器的散熱問題而頭痛。
當(dāng)Intel發(fā)布Pentium43.06GHz的時(shí)候不得不提出了新的散熱標(biāo)準(zhǔn)，而AMD的盒裝ALTHONXP即便升級(jí)為BARTON的0.13微米工藝，散熱套件也變得越來越碩大。傳統(tǒng)的Pentium3時(shí)代的小風(fēng)扇，甚至slot1格式早期的單純散熱片都已經(jīng)被沉重的打入了歷史。在Pentium4的包裝盒內(nèi)說明書中，指定要求Willamette工藝及以后的產(chǎn)品必須采用銅質(zhì)散熱片和主動(dòng)散熱方式，而且散熱器的重量不得低于450克，以產(chǎn)生對(duì)CPU表面達(dá)到75磅的壓力。如此苛刻的散熱要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過使用者的重視程度。
CPU散熱器的計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱與散熱片結(jié)合是一種典型的冷卻方案。目前風(fēng)冷散熱的CPU散熱器主要組成部件是散熱片、風(fēng)扇和扣具，其散熱方式通常是將散熱片用扣具固定在CPU芯片的上面，以便借助散熱片來增大散熱面積，而風(fēng)扇一般固定在散熱片的上端（也有固定在散熱片的側(cè)端）來及時(shí)散發(fā)掉積聚在散熱片上的熱量。
在產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)階段往往需要對(duì)散熱片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，這些工作適合采用計(jì)算機(jī)仿真軟件來進(jìn)行輔助分析。本文著重討論利用計(jì)算機(jī)仿真分析軟件ANSYS散熱片的設(shè)計(jì)的研究。
散熱片實(shí)際測試與仿真結(jié)果比較根據(jù)所設(shè)計(jì)的模型，采用冷擠壓法加工出所需的散熱片。測試時(shí)在上端加上風(fēng)扇。實(shí)際測試時(shí)采用的CPU時(shí)P42.0G。散熱片與CPU連接時(shí)在接觸面加上導(dǎo)熱硅脂，避免接觸面產(chǎn)生空襲而影響散熱效果。測試時(shí)實(shí)際室內(nèi)溫度為26°C。經(jīng)測試，使有該款散熱片所得的CPU芯片穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的表面溫度時(shí)47°C。因此可見，散熱片實(shí)際測試與仿真結(jié)果的差異很小，說明采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬CPU散熱器，能較真實(shí)地反應(yīng)散熱片的溫度場分布，從而為散熱器的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
采用冷擠壓法加工的散熱片5結(jié)論根據(jù)摩爾定律，在一平方英寸硅片上可儲(chǔ)存的信息量已差不多達(dá)到自半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)明以后的每年翻一番。電子器件的工作可靠性和穩(wěn)定性，很大程度上都取決于能否將器件里的熱量及時(shí)排出。作為高精密的CPU而言，尤其更為敏感。
CPU散熱目前采用廣泛的方法是風(fēng)冷散熱，因此CPU散熱器的設(shè)計(jì)關(guān)系到散熱的效果。因此本文研究采用計(jì)算機(jī)仿真軟件Ansys方法來模擬散熱片的溫度場。
通過研究工作表明：運(yùn)用有限元方法的計(jì)算機(jī)仿真模擬方法分析，可以得到散熱片表面溫度的分布情況，并且與實(shí)測結(jié)果基本一致，表明用計(jì)算機(jī)仿真有限元方法進(jìn)行CPU散熱器設(shè)計(jì)和分析是一種有效的方法。