面向LED散熱的微平板熱管的制造及測(cè)試.pdf

1、LED照明技術(shù)也被稱(chēng)為“第四代照明技術(shù)”，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)和體積小的特點(diǎn)，被廣泛用于照明、背光源、信號(hào)指示、裝飾和屏幕顯示等領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。世界各科技大國(guó)均對(duì)LED技術(shù)的研究展開(kāi)了激烈的技術(shù)競(jìng)賽，我國(guó)已將LED照明技術(shù)的研究列入十二五規(guī)劃、中長(zhǎng)期科技規(guī)劃等國(guó)家規(guī)劃。LED芯片的輸入功率70％會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，所以大功率LED芯片容易產(chǎn)生熱量積聚，造成芯片結(jié)溫過(guò)高導(dǎo)致光衰和壽命縮短。因此，目前迫切需要設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單有效的散熱技術(shù)

2、，推動(dòng)LED技術(shù)的發(fā)展。熱管基于相變傳熱機(jī)理，因此相比普通的導(dǎo)熱材料具有更強(qiáng)的導(dǎo)熱能力，是高效的被動(dòng)導(dǎo)熱元件，其中微平板熱管就是在電子技術(shù)的不斷集成化的發(fā)展下催生出來(lái)的新型的熱管技術(shù)，可以有效解決LED的熱量積聚導(dǎo)致其壽命縮短的問(wèn)題。
　　本論文針對(duì)10W的LED模組對(duì)微平板熱管進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用硅片作為微平板熱管的基板，Pyrex7740玻璃作為上蓋板。在硅基板上刻蝕微溝道為工質(zhì)的回流提供毛細(xì)牽引力，在玻璃蓋板上腐蝕空腔作為工質(zhì)蒸汽

3、的流通通道。采用靜電鍵合工藝將硅基板與Pyrex7740玻璃上蓋板鍵合得到微平板熱管。選擇去離子水作為微平板熱管的工質(zhì)，設(shè)計(jì)搭建了灌封系統(tǒng)對(duì)微平板熱管進(jìn)行工質(zhì)灌注與密封。
　　針對(duì)制作的微平板熱管確定當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)為評(píng)價(jià)其導(dǎo)熱性能的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算公式，確定了需要測(cè)量的參數(shù):微平板熱管的輸入功率、蒸發(fā)段的溫度和冷凝段的溫度。設(shè)計(jì)搭建微平板熱管的測(cè)試系統(tǒng)，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，將微平板熱管的整個(gè)測(cè)試過(guò)程放在低真空環(huán)境中進(jìn)行。該

4、測(cè)試系統(tǒng)使用熱流密度傳感器來(lái)測(cè)量微平板熱管的輸入功率，使用熱電偶采集蒸發(fā)段和冷凝段的溫度，并對(duì)熱電偶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)。
　　制定實(shí)驗(yàn)步驟，利用搭建的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)制作的微平板熱管進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)。對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到微平板熱管的溫升曲線和當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，對(duì)相同尺寸的硅片進(jìn)行測(cè)試作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)。利用測(cè)試系統(tǒng)中的圖像采集功能記錄微平板熱管工作時(shí)工質(zhì)的運(yùn)動(dòng)圖像。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和采集的圖像討論微平板熱管的溝道形狀、溝道長(zhǎng)度、蒸汽腔深度對(duì)微平板熱管導(dǎo)