硅基微热管传热性能优化及其应用

发布时间：2021-06-11 00:58

　　高功率LED可以在车头大灯、街灯、室内照明和景观灯等场合应用,具有驱动电压低、体积小、寿命长以及能效高等优势,是很有前景的人工光源。但是现有研究水平下,其70%-85%的输入电能都转化为了无用的热,加之LED芯片体积很小,依靠自身散热困难,导致其结温升高,进而影响其寿命和可靠性。因此,大幅度提高LED散热速度,是高功率LED广泛使用过程中亟需达到的目标。平板微热管和均热板是一类基于气液两相流的被动传热器件,近年来被用于控制LED器件的结温方面。但是这类器件的微小化也为其制造带来困难。另一方面,由于微器件的尺度效应,表面特性对其传热性能影响增强。本文采用硅作为LED和平板微热管集成制造中的基板材料,Pyrex7740玻璃与硅基板静电键合实现微热管的封接。硅基板的一侧是刻蚀的沟道,起到吸液芯的作用；另一侧是LED芯片的固晶电极,由此实现LED和微热管的一体化。为了提高微热管的传热性能,采用了贝壳型盖板和在沟道表面沉积石墨烯两种优化方法。其中贝壳型盖板可缩短液态工质从凝结到落回沟道的时间,而石墨烯改性的表面具有疏水性,选择性在热管的冷凝段沉积石墨烯,可促进热管工质的循环。本文还针对3W LE... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 LED散热
        1.1.1 LED散热问题
        1.1.2 LED散热技术
    1.2 微沟道平板热管与其发展现状
        1.2.1 微沟道平板热管工作原理
        1.2.2 微沟道平板热管发展现状
    1.3 均热板散热技术与发展现状
        1.3.1 均热板工作原理
        1.3.2 均热板发展现状
    1.4 课题研究背景及来源
    1.5 本文主要研究内容
2 LED-平板微热管一体化模组研制
    2.1 一体化模组设计思想
    2.2 基板结构及掩膜设计
        2.2.1 基板沟道结构与掩膜设计
        2.2.2 基板电极结构与掩膜设计
    2.3 贝壳型盖板结构与掩膜设计
    2.4 LED-平板微热管加工工艺
        2.4.1 基板沟道加工工艺
        2.4.2 盖板加工工艺
        2.4.3 基板与盖板静电键合工艺
        2.4.4 LED模组加工工艺
    2.5 LED-平板微热管灌注与封装
    2.6 本章小结
3 石墨烯沟道表面改性对一体化模组传热性能影响的研究
    3.1 石墨烯改性研究及制备工艺
        3.1.1 石墨烯改性理论研究
        3.1.2 石墨烯纳米悬浮液制备工艺
    3.2 沉积石墨烯LED-平板微热管一体化模组制造
    3.3 本章小结
4 集成均热板研制
    4.1 集成均热板设计思想
    4.2 集成均热板结构与掩膜设计
        4.2.1 集成均热板沟道结构与掩膜设计
        4.2.2 集成均热板电极结构与掩膜设计
        4.2.3 热沉结构与尺寸
    4.3 集成均热板制造工艺
    4.4 本章小结
5 集成器件传热性能测试与结果分析
    5.1 测试平台
        5.1.1 测试平台测试原理
        5.1.2 测试平台组成
        5.1.3 测试平台测试过程
    5.2 LED-平板微热管一体化模组传热性能测试及结果分析
        5.2.1 贝壳型盖板一体化模组传热性能测试及结果分析
        5.2.2 石墨烯改性一体化模组传热性能测试及结果分析
    5.3 集成均热板传热性能测试及结果分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3223470