本文關(guān)鍵詞：基于電鑄工藝的平板微熱管研制

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【摘要】：LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等特點,被廣泛引用于照明、光源、顯示等領(lǐng)域,它具有廣泛的應(yīng)用前景。但是,LED的結(jié)溫和熱阻制約它的發(fā)展,隨著結(jié)溫的升高,LED芯片的發(fā)光效率會下降,所以解決LED結(jié)溫和熱阻是其發(fā)展的瓶頸。微熱管具有高效傳熱、均溫性好和低熱阻等優(yōu)點,它為解決結(jié)溫和熱阻制約大功率LED發(fā)展這一難題提供了依據(jù)。正因為微熱管能夠高效傳熱、均溫性好,所以它不但能夠解決大功率LED的散熱問題,而且能夠解決目前電子芯片散熱領(lǐng)域中的高熱流密度的散熱問題。本文研制了一種基于硅基板的銅微熱管,該微熱管采用電鑄的方法直接在硅基底上生長銅的微溝道,并用銅片蓋板封接和真空灌注工質(zhì),得到硅-銅微熱管。硅-銅微熱管的整體尺寸為45×16×3mmm3,微熱管的工作截面積為9×35 mm2。這種制作熱管的方法在銅微熱管與硅基板之間沒有界面,不需要導(dǎo)熱膠和粘接劑,沒有熱阻較大的界面熱阻,器件的整體熱阻小；也不存在由于膠干涸導(dǎo)致的熱傳導(dǎo)能力突降,因此,傳熱穩(wěn)定,能夠提高器件的可靠性和壽命。本文中在制作硅-銅微熱管的過程中發(fā)現(xiàn),由于硅和銅的熱膨脹系數(shù)相差一個數(shù)量級,在采用釬焊的方式封接微熱管之后,微熱管會發(fā)生變形,甚至銅微熱管從硅基板翹起。本文采用兩種方法解決該問題,第一種是：采用有機硅粘接密封膠封接微熱管。第二種是：改變微熱管內(nèi)部銅溝道的結(jié)構(gòu),將直線型的微溝道改為回字型的微溝道。本文對兩種結(jié)構(gòu)的硅-銅微熱管的傳熱性能進行了測試,從第五章測試結(jié)果中可以得到,直線型結(jié)構(gòu)的微熱管的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)為k1=1.06×103W/(m·K),回字型結(jié)構(gòu)的微熱管當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)為k2=1.30×103W/(m·K)。由測試結(jié)果得到,回字型結(jié)構(gòu)的硅-銅微熱管傳熱性能優(yōu)于直線型結(jié)構(gòu)的微熱管。硅-銅微熱管的導(dǎo)熱系數(shù)和銅的導(dǎo)熱系數(shù)(0.4×103W/(m·K))相比較,硅-銅微熱管具有良好的傳熱性能。本文采用電鑄銅柱的方法在硅槽道中電鑄銅柱的微結(jié)構(gòu),提高了硅溝道水平方向和豎直流動方向的毛細牽引力,從而提高了硅-玻璃微熱管的熱輸運能力,因此,此方法能夠改進硅-玻璃微熱管的傳熱性能。從第五章的測試結(jié)果中可以看到,經(jīng)過電鑄微結(jié)構(gòu)的硅-玻璃微熱管的傳熱性能明顯提高了。此方法不同于一般的表面改性方法,電鑄微結(jié)構(gòu)不容易脫離,可靠性較高。
【關(guān)鍵詞】：LED散熱 微熱管 徼電鑄 工質(zhì)灌注 傳熱性能測試
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34;TK172.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 熱管散熱技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 熱管的結(jié)構(gòu)11-15
• 1.2.2 熱管內(nèi)的熱輸運理論15-19
• 1.3 微電鑄技術(shù)及其應(yīng)用19-21
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容21-24
• 2 硅-銅微熱管的結(jié)構(gòu)設(shè)計24-32
• 2.1 硅-銅微熱管結(jié)構(gòu)的設(shè)計24-25
• 2.2 硅-銅微熱管的釬焊封裝25-26
• 2.3 硅-銅微熱管的應(yīng)力仿真26-30
• 2.3.1 微熱管幾何建模26-28
• 2.3.2 網(wǎng)格的劃分28
• 2.3.3 加載及求解28
• 2.3.4 仿真結(jié)果及討論28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 銅微結(jié)構(gòu)電鑄工藝研究32-47
• 3.1 法拉第定律在電鑄中的應(yīng)用32-34
• 3.2 銅溝道的制作34-43
• 3.2.1 銅溝道的制作工藝流程35-36
• 3.2.2 微電鑄前硅基板及其電鑄型膜結(jié)構(gòu)的制作36-38
• 3.2.3 電鑄銅的微溝道38-41
• 3.2.4 切片和SU-8膠電鑄型膜結(jié)構(gòu)的去除41-43
• 3.3 硅溝道表面微結(jié)構(gòu)的制作43-46
• 3.3.1 硅溝道的制作44-45
• 3.3.2 在硅溝道表面電鑄銅柱45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 微熱管的封接及真空灌注47-53
• 4.1 微熱管封裝蓋板的制作47-49
• 4.2 微熱管的封接49-50
• 4.3 微熱管的真空灌注50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 5 微熱管傳熱性能測試53-58
• 5.1 微熱管的傳熱性能測試53-55
• 5.2 平板微熱管傳熱性能的分析55-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論與展望58-60
• 參考文獻60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陸龍生;湯勇;袁冬;蔣樂倫;;微熱管的灌注抽真空制造技術(shù)[J];機械工程學(xué)報;2009年06期

2 李金旺;鄒勇;程林;;環(huán)路熱管毛細芯熱物性實驗研究[J];中國電機工程學(xué)報;2010年17期

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本文編號：613394