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《ansys大功率led器件封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、編號(hào)：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：大功率LED器件的封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)題目類型：¨理論研究¨實(shí)驗(yàn)研究¨工程設(shè)計(jì)t工程技術(shù)研究¨軟件開發(fā)摘要本文以某大功率LED為背景，在查閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)對(duì)各種參數(shù)化建模和優(yōu)化技術(shù)方法的探索和研究，提出了直接在有限元平臺(tái)上利用APDL語(yǔ)言進(jìn)行其溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)該LED結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文中，針對(duì)一種功率半導(dǎo)體器件——大功率LED照明燈具的封裝與組件進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，通過(guò)有限元模型，分析其在工作狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布，發(fā)現(xiàn)LED封裝整體的溫度梯度比較大，而封裝陶瓷基板和熱沉
2、基座是阻礙器件散熱的主要部分。為此，提出幾種LED的優(yōu)化方案，并進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。本文的優(yōu)化設(shè)計(jì)可從三個(gè)方面對(duì)所選用的LED進(jìn)行封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)：第一種情況：優(yōu)化目標(biāo)為芯片溫度，約束條件為各尺寸的范圍，在第7次達(dá)到優(yōu)化。由最佳優(yōu)化系列可以看出，芯片的最高溫度已降至56.399℃，比優(yōu)化前降低了將近20%。第二種情況：優(yōu)化目標(biāo)為結(jié)構(gòu)重量。對(duì)結(jié)構(gòu)重量?jī)?yōu)化時(shí)，約束條件為各尺寸的范圍，狀態(tài)變量取芯片溫度。經(jīng)過(guò)13次后收斂，在第10次時(shí)最優(yōu)，重量值為8.1873g；第三種情況：優(yōu)化目標(biāo)為VonMises應(yīng)力，當(dāng)優(yōu)化目標(biāo)為封裝應(yīng)力時(shí)
3、，約束條件取各尺寸范圍，狀態(tài)變量分別為芯片溫度和結(jié)構(gòu)重量，在達(dá)到最優(yōu)時(shí)，最大應(yīng)力為50.052MPa，降幅達(dá)11.3%。關(guān)鍵詞：大功率LED；散熱；有限元模擬；ANSYS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化AbstractThemethodof3DParametric-modelingbyAPDLlanguageispointedoutforsomeLEDinthispaper.Thisworkisbasedonalotofreferencesandmanytheoriesaboutparametricmodeling,andstructura
4、loptimization.Furthermore,thestructuraloptimizationfortheLEDisfinishedafteraseriesofworkincludingtheanalysisofthetemperaturegradientandthestressgradient.Inthispaper,thethermalanalysisofpackageproductsinahigh-powerwhiteLEDlightfittingwasinvestigatedinthispaper.Ac
5、cordingtotheFEMcalculation,thestatictemperaturefieldintheworkingprocesswasanalyzed.ThetemperaturegradientintheLEDpackagestructurewasfound.Ceramicsubstrateandheat-sinkbasewereconsideredasthemainparttoblockheatdissipation.Therefore,severaloptimizationdesignsofLEDw
6、ereputforward,andtheirsimulationresultswereanalyzedsimply.TheoptimizationofthisarticlecanbechosenfromthethreeaspectsoftheLEDpackagestructureforoptimaldesign.Thefirstkindofcircumstances:theobjectivefunctionwaschiptemperature,andconstraintconditionwaseachsizerange
7、.Therewastheoptimizationintheseventhtime.Fromthebestseries,itcanbeseenthatthehighesttemperatureofchiphasfallento56.399degreesCelsiusthanbefore,andoptimizednearly20%lower.Thesecondkindofcircumstances:theobjectivefunctionwasweightofstructure.Whenoptimizingweightof
8、structure,constraintconditionwasalsoeachsizeandthechiptemperaturewastakenstatevariables.After13times,itachievedtoconvergence.Therewastheoptimalinthefirst10times,weigh
