面向LED散熱的微平板熱管的制造及測試.pdf

1、LED照明技術也被稱為“第四代照明技術”，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長和體積小的特點，被廣泛用于照明、背光源、信號指示、裝飾和屏幕顯示等領域，具有廣闊的發(fā)展前景。世界各科技大國均對LED技術的研究展開了激烈的技術競賽，我國已將LED照明技術的研究列入十二五規(guī)劃、中長期科技規(guī)劃等國家規(guī)劃。LED芯片的輸入功率70％會轉變?yōu)闊崃?，所以大功率LED芯片容易產生熱量積聚，造成芯片結溫過高導致光衰和壽命縮短。因此，目前迫切需要設計一種簡單有效的散熱技術

2、，推動LED技術的發(fā)展。熱管基于相變傳熱機理，因此相比普通的導熱材料具有更強的導熱能力，是高效的被動導熱元件，其中微平板熱管就是在電子技術的不斷集成化的發(fā)展下催生出來的新型的熱管技術，可以有效解決LED的熱量積聚導致其壽命縮短的問題。
　　本論文針對10W的LED模組對微平板熱管進行設計。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的回流提供毛細牽引力，在玻璃蓋板上腐蝕空腔作為工質蒸汽

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，設計搭建了灌封系統(tǒng)對微平板熱管進行工質灌注與密封。
　　針對制作的微平板熱管確定當量導熱系數為評價其導熱性能的標準。根據當量導熱系數的計算公式，確定了需要測量的參數:微平板熱管的輸入功率、蒸發(fā)段的溫度和冷凝段的溫度。設計搭建微平板熱管的測試系統(tǒng)，為了減少實驗誤差，將微平板熱管的整個測試過程放在低真空環(huán)境中進行。該

4、測試系統(tǒng)使用熱流密度傳感器來測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，并對熱電偶進行實驗校準。
　　制定實驗步驟，利用搭建的測試系統(tǒng)對制作的微平板熱管進行測試實驗。對得到的實驗數據進行處理得到微平板熱管的溫升曲線和當量導熱系數，對相同尺寸的硅片進行測試作為對比實驗。利用測試系統(tǒng)中的圖像采集功能記錄微平板熱管工作時工質的運動圖像。根據測試數據和采集的圖像討論微平板熱管的溝道形狀、溝道長度、蒸汽腔深度對微平板熱管導