LCOS(硅基液晶)显示是LCD与CMOS集成电路有机结合的新型反射显示技术,具有大屏幕、高亮度、高分辨率、省电等诸多优势,目前已走出市场困境,其应用产品普遍被广大消费者和业内人士看好,认定LCOS可能是HDTV的背投技术发展的主要方向。可以想象得到,随着LCOS显示器分辨率的不断提升,必然会引起集成电路规模和电子密度的不断扩大,研究资料表明,由于单位体积的热量密度越来越高,器件的失效往往与其工作温度密切相关,器件的工作温度每升高10℃,其失效率增加一倍。因此不合理的热设计将会诱发一系列的问题,特别是在LCOS显示芯片在使用过程中,会受到功耗、光源等多热源的影响,所以研制过程中必须进行热设计和散热技术的研究。计算机模拟分析技术以其它途径无法替代的优势,倍受人们重视,但是当前对电子器件热模拟中所研究实物对象一般比较简单,且大多为单热源情况,而对于复杂模型、多热源条件的三维热场模拟,特别是对LCOS显示器进行全面的热分析还鲜有报道。 本论文建立了LCOS显示器的有限元模型,通过使用有限元分析软件ANSYS准确模拟了LCOS显示器工作时芯片内部及其封装部分的热场分布情况,得到了液晶盒因热而诱发形变的准确数值,较好地解决了LCOS显示器内部温度分布及形变等问题难以测量的问题,最后还通过模拟分析,优化设计出合理的冷却方式。在本论文中,为了验证ANSYS建立有限元模型的可靠性和正确性,始终采取不同途径或方式做以比较和印证,如在芯片热分析中通过对芯片中不同层的电热耦合温度分布情况进行了数值计算；在分析出液晶盒具体的受热形变值后,又对其可能产生的彩虹现象,与实际测到的数据进行了分析对比,充分证明了ANSYS软件在电子器件特别是对LCOS显示器在多热源工作时的模拟分析的优势。 本文第一章论述了论文的立题背景和意义以及论文的主要工作和结构。 第二章重点介绍了LCOS的工作原理、系统组成、芯片设计及显示特点,并针对与本论文研究问题相关的主要热问题,提出热量对LCOS显示器画面质量的影响。 第三章重点介绍LCOS象素电路热分析计算及温度分布模拟情况,包括电路耦合热的基本理论,在现有基础上对LCOS显示芯片中多层结构的温度分布公式进行了分析,并且利用ANSYS软件进行仿真模拟得出了相近结论,也从侧面验证了ANSYS软件的使用优势。 第四章主要针对800×600(SVGA)显示器进行热分析,包括利用有限元知识对LCOS进行有限元建模,详细分析了在多热源情况下LCOS显示芯片热变形的情况,详细计算出芯片在工作过程中的周边电路的功耗及热量传递情况,最后通过仿真处理,详实地描述出LCOS在工作过程中热量分布,得到LCOS芯片特别是玻璃盖板处发生形变的大小及位置,并进行了有效验证,为解决LCOS显示器发生形变提供了有力依据。 第五章主要介绍了当前LCOS散热技术的方法,并利用ANSYS软件对散热器的性能结构进行合理的优化设计。 最后对论文进行了总结,介绍了论文解决的问题和创新点,并且提出了下一步电路设计的改进方案。