微平板通道热管传热性能研究

发布时间：2021-09-01 15:18

　　电子产品中芯片在单位面积上产生的热量不断增加,热管理已经成为电子产品产业中非常有吸引力的研究方向。不论是电子器件局部高温或者电子器件整体的高温都会影响电子产品的工作性能并且带来较大的热应力。因此,在狭小空间中有效的降低电子器件的温度显得至关重要,为此我们需要更轻薄、更高效的冷却装置。平板微热管是用于电子产品散热中最有前景的解决方法之一,特别是在大功率电子器件中的应用,例如LED照明或便携式游戏PC等。幣平板热管作为一种高效的导热器件,在空间有限的紧凑器件的热控系统中应用更有优势,但是目前性能仍有很大提升空间。本文采用硅作为微平板热管的基板材料,并采用Pyrex7740玻璃作为玻璃盖板,微热管的硅基板与玻璃盖板经过对准后,静电键合制作出成品热管,搭建微热管灌注系统,采用蠕动泵进行微热管的微量灌注。设计并制作出脉动微热管及无蒸汽腔结构的微热管,蒸汽腔结构把微热管顶部空间连通,增加了蒸汽的流通空间,减小了工质循环过程中的剪切力和摩擦力,提高了热管的传热能力。采用测试平台对制作完成的传热器件进行传热性能测试,采用20℃循环冷却水设备作为冷却装置,在真空环境中测试。测试结果对于脉动热管而言,在输... 

【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】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 大功率电子器件散热
        1.1.1 大功率电子器件散热问题
        1.1.2 大功率电子器件散热技术
    1.2 脉动微热管与其发展现状
        1.2.1 脉动微热管的工作原理
        1.2.2 脉动微热管的发展现状
    1.3 微平板热管与其发展现状
        1.3.1 微平板热管的工作原理
        1.3.2 微平板热管的发展现状
    1.4 课题研究背景及来源
    1.5 本文主要研究内容
2.微平板通道热管的研制
    2.1 脉动微热管的结构设计
        2.1.1 脉动微热管基板的结构及掩膜设计
        2.1.2 脉动微热管玻璃盖板的结构及掩膜的设计
    2.2 无蒸汽腔热管的结构设计
        2.1.1 无蒸汽腔热管硅基板的结构及掩膜设计
        2.1.2 无蒸汽腔热管玻璃盖板的结构及掩膜设计
    2.3 脉动微热管加工工艺
        2.3.1 硅基板沟道的加工工艺
        2.3.2 玻璃盖板沟道的加工工艺
        2.3.3 硅基板与玻璃盖板的静电键合工艺
    2.4 微平板通道热管的灌注与封装
    2.5 本章小结
3.微平板通道热管传热性能测试及结果分析
    3.1 测试平台
        3.1.1 测试平台的测试原理
        3.1.2 测试平台的组成
        3.1.3 测试平台的测试过程
    3.2 微平板通道热管传热性能测试结果分析
        3.2.1 脉动微热管传热性能测试及结果分析
        3.2.2 带有蒸汽腔微热管传热性能测试及结果分析
    3.3 本章小结
4.微平板通道热管传热性能仿真模拟研究
    4.1 微平板通道热管数值计算方法及仿真软件简介
    4.2 蒸汽腔热管的仿真研究
        4.2.1 蒸汽腔热管模型的建立与网格的划分
        4.2.2 蒸汽腔热管前处理的设置
        4.2.3 蒸汽腔热管仿真结果分析
        4.2.4 蒸汽腔热管仿真结果与实验对比
    4.3 W型吸液芯结构的设计及仿真研究
        4.3.1 W型吸液芯结构的设计思想
        4.3.2 W型吸液芯结构模型建立与网格划分
        4.3.3 W型吸液芯前处理设置
        4.3.4 W型吸液芯结构仿真与理论结果分析
        4.3.5 W型吸液芯结构及三角形、矩形吸液芯结构对毛细力大小的理论分析
        4.3.6 W型吸液芯结构的掩膜设计
    4.4 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


【参考文献】：
期刊论文
[1]平板热管内气液两相流动与传热的可视化实验研究[J]. 于程,刘向东,张孟臣,陈永平,施明恒.  工程热物理学报. 2017(04)
[2]矩形微槽道结构与平板微热管传热特性研究[J]. 李伟,李杰超,李卓,闫卫平.  热能动力工程. 2017(02)
[3]水和丙酮工质的金属纤维毡蒸气腔热管的传热性能[J]. 徐鹏程,陶汉中,张红.  化工学报. 2015(02)
[4]脉动热管技术研究及应用进展[J]. 屈健.  化工进展. 2013(01)
[5]小型平板蒸汽腔的实验研究[J]. 胡润,朱晓磊,郭庭辉,罗小兵.  工程热物理学报. 2011(04)
[6]一种微矩形槽平板热管的数值模拟和有限元热分析[J]. 刘一兵.  低温工程. 2010(03)
[7]纳米流体脉动热管的性能实验[J]. 冯剑超,曲伟.  中国科学院研究生院学报. 2009(01)
[8]一种矩形沟槽式微热管的建模方法与实验研究[J]. 李西兵,李勇,许泽川,汤勇.  中国机械工程. 2008(15)
[9]硅基微结构制作及其在微分析芯片上的应用[J]. 孙洋,钱可元,韩彦军,蔡鹏飞,罗毅,雷建都,童爱军.  半导体光电. 2004(06)

硕士论文
[1]蒸汽腔平板热管内气液相变传热特性的实验研究[D]. 张孟臣.东南大学 2016
[2]硅基微热管传热性能优化及其应用[D]. 于贝珂.大连理工大学 2016
[3]集成微热管的LED硅基板研制[D]. 邹靓靓.大连理工大学 2015
[4]功率型LED散热器结构热分析与优化设计[D]. 姚泽民.华南理工大学 2013
[5]基于平板型热管的LED散热技术研究[D]. 陈金建.华南理工大学 2011
[6]微电子6寸晶圆接触孔刻蚀工艺开发[D]. 张毅骏.华东师范大学 2010



本文编号：3377210