隨著微電子技術的發(fā)展,集成芯片的尺寸越來越小,進而使得微電子器件的熱流密度急劇上升,在微小的空間內形成溫度較高的局部熱點。熱致失效效應成為了微電子技術發(fā)展的主要瓶頸。熱管理技術日益重要。相比于傳統(tǒng)的散熱技術,微流道散熱器具有優(yōu)良的散熱能力。然而,大多數(shù)的研究都沒有深入研究微通道內部微流體的溫度細節(jié),在這一方面,對散熱器的理解是有限的。主要的因為是很少有工具或方法可以直接監(jiān)視微通道內溫度變化的細節(jié)。分立的溫度傳感器只能放置在散熱器的進口和出口處,或者集成在微流道散熱器的外表面,而紅外熱相機也只能測得散熱器表面的溫度分布。這三種方法都不能測得微流道內的溫度細節(jié)。另外,一些研究只建立在仿真模擬的基礎上,一些假設并沒有得到實驗的證實。為了克服這些局限性,本文提出了一種在微流道內部集成薄膜溫度傳感器的微流體散熱器。集成在微流道內部的薄膜(Ti/Pt/Cr/Au)溫度傳感器能高空間分辨率的監(jiān)測微流道內部的溫度變化。利用這些高靈敏度和精度的溫度傳感器,研究了在不同工作條件下,微流道內溫度的變化。具體科研工作和結果如下:(1)為了對微流道散熱器的溫度特性進行精確的測量,本文提出了一種多層(Ti/Pt/...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 基本熱傳輸原理與常見散熱技術
        1.2.1 熱傳輸原理
        1.2.2 被動式散熱技術
        1.2.3 主動式散熱技術
    1.3 微流道散熱器
        1.3.1 微流道散熱及微流道散熱器性能參數(shù)
        1.3.2 微流道散熱器的熱測試
    1.4 國內外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 常見溫度測試方法及微型溫度傳感器研究現(xiàn)狀
        1.4.2 微流道散熱器研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內容
第二章 研究方案與實驗方法
    2.1 研究方案
    2.2 COMSOLMultiphysics多物理場耦合分析(仿真)軟件
        2.2.1 COMSOLMultiphysics的概述
        2.2.2 COMSOLMultiphysics熱仿真流程
    2.3 MEMS工藝與封裝技術
        2.3.1 激光刻蝕技術
        2.3.2 電子束蒸發(fā)鍍膜和磁控濺射鍍膜
        2.3.3 高溫退火
        2.3.4 BCB樹脂鍵合
    2.4 微觀結構分析及性能表征
        2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.2 原子力顯微鏡(AFM)
        2.4.3 臺階儀
    2.5 薄膜溫度傳感器電阻溫度系數(shù)(TCR)標定方法
    2.6 實驗測試及溫度表征
        2.6.1 多通道數(shù)據(jù)采集儀
        2.6.2 紅外熱像儀
    2.7 本章小結
第三章 集成有電阻式薄膜溫度傳感器的微流道散熱器的設計與制備以及熱測試系統(tǒng)的搭建
    3.1 分立電阻式薄膜溫度傳感器的設計及制備
        3.1.1 溫度敏感材料的選擇與制備
        3.1.2 分立電阻式薄膜溫度傳感器的設計與制備
        3.1.3 分立電阻式薄膜溫度傳感器的溫度標定
    3.2 微流道的設計及制備
    3.3 熱源的設計及制備
    3.4 集成有電阻式薄膜溫度傳感器的微流道散熱器的設計及制備
        3.4.1 集成有電阻式薄膜溫度傳感器的微流道散熱器的仿真設計
        3.4.2 BCB鍵合參數(shù)的確定
        3.4.3 集成有電阻式薄膜溫度傳感器的微流道散熱器的制備
    3.5 微流道散熱器熱測試系統(tǒng)
    3.6 本章小結
第四章 集成有電阻式薄膜溫度傳感器的微流道散熱器熱性能測試
    4.1 薄膜溫度傳感器以及微流道散熱器熱測試系統(tǒng)穩(wěn)定性測試
    4.2 微流道散熱器散熱性能測試
        4.2.1 微流道散熱能力的測試與研究
        4.2.2 微流道內溫度分布及其研究
    4.3 微流道散熱器內微流體(冷卻液)狀態(tài)研究
        4.3.1 單相下,氣泡對微流道散熱器的影響
        4.3.2 微流道散熱器內微流體(冷卻液)波動研究
    4.4 本章小結
第五章 全文總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3884257