MEMS工艺微热管传热性能的定量分析

介绍了一种基于硅体加工技术以及阳极键合技术的微热管阵列.通过两种传热模型对微热管的性能进行了分析.利用传统热管理论及经典传热理论对传热性能进行定量计算,将传热过程逐步分解并建立传热模型,对热管热阻进行估算.这种较简易的分析模型可为热管设计提供初步的参考结果.再利用有限元法以同样的参数来模拟热管传热过程以得到更加精确的热阻及热场分布结果,采用Ansys软件来进行有限元的分析.     

扩散热阻对弧焊电源IGBT散热单元性能的影响

基于逆变弧焊电源IGBT散热单元,提出在散热单元基板上镶嵌平板微热管以改变基板扩散热阻的思路,通过数值模拟和实验研究,研究基板扩散热阻对弧焊电源IGBT散热单元性能的影响。研究结果表明,采用平板微热管之后,散热单元基板的扩散热阻由0.020℃/W降低为0.014℃/W,IGBT基板最高温度由78.63℃降低为72.18℃。证明了采用平板微热管可以降低散热装置基板的扩散热阻,改善基板均温性,为改善IGBT的散热性能提供了一种有效的方法。     

微型平板热管技术研究综述

微型平板热管是解决高热流密度电子器件散热的主要途径之一。凭借优越的导热性能和恒温特性,微型平板热管已成为热管技术的重要发展方向和研究热点。近年来国内外对于微型热管的研究日益深入,提出了多种新型微槽道结构。文中主要综述了微型平板热管的研究趋势,有关微槽结构改进、加工制作、管内传热传质行为的数值模拟和实验观测等方面的研究进展以及新型微热管的研制与应用情况。     

槽道微热管的研究进展及其发展趋势

微热管作为一种新型的热管技术,被广泛应用于航空航天、军用武器等领域,是解决高热流密度电子元器件散热的主要途径之一。槽道微热管凭借其结构简单、导热性能优越、等温性能优良等优点,近年来受到国内外学者的广泛关注,已成为热管技术中重要的发展方向和研究热点。介绍了槽道微热管在新型吸液芯结构、传热性能、吸液芯制备工艺等方面的研究进展。综合近年来对槽道微热管的研究进展,分析了槽道微热管研究中存在的待解决问题,并阐述了未来槽道微热管的发展趋势。     

超薄微热管的研究现状及发展趋势

快速增加的系统发热已经成为当代先进微电子芯片系统研发和应用中的一项重大技术挑战。热管以其高导热率、高冷却能力、高稳定性和长寿命等优点在高热流密度元件的散热技术领域得到广泛应用。但是,随着电子产品不断朝着高性能化与轻薄化的方向发展,传统圆柱型微热管或普通压扁型热管已难以应用于紧凑、轻薄型的电子设备散热,体积更小、质量更轻、厚度更薄的超薄微热管已成为目前热管技术的重要发展方向和研究热点。详细介绍了超薄微热管的类型及应用,重点综述了目前国内外关于超薄微热管在成形工艺及吸液芯结构等方面的研究进展情况,分析讨论了其在电子器件散热中的发展所存在的问题,并进行科学预测与展望。     

微热管式换热结构在电暖器中的应用

设计一种基于高性能微热管传热技术的平行翅片换热结构来革新一般对流式电暖器的散热结构,并制作出样品进行实验研究。实验装置采用直径为6mm、外壁为铜和工质为水的新型沟槽式微热管。设计过程中,利用热分析软件Icepak对设计结构的效果进行模拟,并与实验数据进行比较分析,给出结果。     

电子器件散热中新型热管的研究与应用

介绍了环路热管、振荡热管和平板热管三种新型热管的工作原理、特点和研究现状,以及它们在大功率电力电子器件、大功率LED和电脑CPU散热中的应用。环路热管可以传输的热量相对较大,距离相对较远;振荡热管无需吸液芯,结构简单,制作成本低;平板热管在结构上呈扁平状,满足电子产品小型化在空间上或在均热方面的要求。这三种新型热管都有许多研究,但在应用方面不少处于实验室研究阶段,有待进一步的改进和完善。     

基于多孔微热沉的大功率LED冷却技术研究

针对大功率发光二极管(Light-emitting diode,LED)具有的高热流通量、表面温度要求严格控制的特点,提出一种新型高效的基于多孔微热沉系统的散热技术来满足大功率LED散热封装的需求。分析多孔微热沉系统的工作原理以及传热特性,基于局部热力学平衡建立多孔微热沉流动与传热的数学模型,并用SIMPLE算法进行数值求解,得出微热沉的温度分布以及影响微热沉性能的一些因素。数值研究表明:在高热流密度下,微热沉散热表面的温度能维持较低水平,即使在热流达到200W/cm2时,散热表面的最高温度才55.2℃;提高工质入口流速可以降低微热沉内的温度以及散热表面的温度水平。多孔微热沉系统能够有效地解决大功率LED的散热问题,提高LED芯片的可靠性与使用寿命。     

热管换热器用于LED冷却系统的试验研究

研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明,该热管散热器具有良好的散热能力,在输入功率为50W的情况下能控制节点温度在70℃以下,而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析。     

基于ANSYS Icepak的热管模块设计与仿真分析

NVIDIA JETSON TX2高功率系统芯片的散热功率一般在25 W左右,一般的风扇与肋片式散热器组合的散热方式存在体积大、高度高、不方便整合在小型系统中等问题,而热管、风扇、铜鳍片散热器组合的散热方式具有高度低、体积小、传热效率高等优点。文中首先对热管模块进行结构设计;然后对热管模块设计的合理性进行计算验证,并利用ANSYS Icepak对热管模块进行热稳态仿真,发现主要芯片的温度都在要求范围内,表明设计合理;最后将热管模块装入系统进行温度测试。结果表明,主要芯片的计算、仿真与实验的温度基本一致。     

Mosfet管散热器正交试验模拟优化设计

利用仿真软件ICEPAK对一款大功率MOSFET管散热器进行了热仿真模拟。为了提高散热器的散热效率以及控制散热器重量,使用正交试验法对散热器进行模拟优化设计,从基板厚度、翘片数量、翘片间隔等5个方面考察了MOSFET管散热器的尺寸参数对散热器重量与MOSFET管最高温度的影响。得到了一个散热效率最优化结果,优化后MOSFET管的最高温度较优化前下降了26.644℃,重量降低70 g。     

激光制备微热管传热分析与沸腾实验研究

电子自动化理论研究逐步深入以及电子产品更新速度加快,散热问题日益严峻。为了研究激光制备针翅平板微热管的传热性能,首先采用理论建模确定针翅结构,然后使用MATLAB软件计算出其最优解,再通过激光制备针翅平板结构,最后通过沸腾单因素实验验证其计算出的最优解对针翅平板微热管传热性能的影响,并以温差作为评价针翅平板微热管传热性能指标。结果表明:当针翅结构高为0.3mm,宽为0.2mm,横向间距0.3mm,纵向间距0.3mm时,平板微热管的传热性能最佳。     

加速度环境下平板热管的散热性能稳定性研究

平板热管作为一种相变传热的新结构形式,因其具有良好的传热性能,逐渐在电子设备散热结构中普及。文中主要从平板热管的结构形式出发,设计一套加速度测试试验台,针对加速度环境下平板热管的散热性能稳定性进行研究,从而进一步探寻平板热管在某些恶劣环境下使用的可行性。     

热管模组在机载ATR密闭机箱中的应用研究

某机载电子设备（ATR）密闭机箱内集成了多个中央处理器（Central Processing Unit, CPU）热源,单个CPU热源的热功耗达到了80 W。为了解決整机在高温环境下的散热问题,文中给出了一种基于热管模组的机箱散热结构。通过对热管模组的结构设计,在实现机箱密闭结构的基础上,将每个热源的热量快速传导至机箱两侧的风道内,提高了热源与外界热沉之间的导热效率。对热管模组中的热传导结构、肋片散热器的参数设置以及风机选型进行了理论分析计算,得出了热管模组具有导热效率高、热阻低的性能特点。借助ANSYS Icepak热仿真软件,对热管模组的散热性能进行了模拟仿真,并对仿真结果与设备在高温试验环境下CPU的温度测试结果进行了对比。对比结果表明,热仿真在设计阶段能够比较真实地反映热设计效果,热管模组的散热性能满足机箱的散热需求,解决了机箱内部多热源的散热问题。文中解决ATR密闭机箱多热源散热设计的有效方法对类似机箱的热设计具有参考价值。     

沟槽式微热管缩径工艺研究及装置开发

分析了沟槽式微热管的缩径工艺,通过实验研究分析对比了模具挤压、钢球旋压和径向锻造这三种方法对微热管缩径质量的影响,并在此基础上设计出了符合沟槽式微热管缩径工艺要求的高效缩径装置.     

一种大功率LED模组的热管理设计

由于大功率LED模组在工作时会产生大量热量并导致LED结温上升,对LED模组寿命产生严重影响,大功率LED模组的热管理问题成为了行业的研究重点。通过对封装和热管技术研究,提出了COB与热管技术结合的热管理设计。通过研究发现,该热管理设计能有效提高散热效率,满足了大功率LED模组散热要求。     

激光制备针翅微热管与传热实验研究

电子产品快速发展同时导致了热量高等问题,为了延长电子产品使用寿命,研究平板微热管的传热性能是解决该问题的关键。为了研究激光制备针翅平板微热管的传热性能,首先采用理论建模确定针翅最优结构,然后通过激光制备针翅平板微热管,最后通过实验研究倾角、工作液体、充液率以及槽道结构等因素对针翅平板微热管传热性能的影响,并以温差、热阻以及当量导热系数作为评价针翅平板微热管传热性能指标。结果表明:以水为工作液体,倾斜角度为90°,且在充液率为45%时的针翅平板微热管的传热性能最佳。     

翅片热板散热器的设计

针对功率电子元器件散热的需要,设计一种新型功率电子元器件新型散热器一翅片式平板热管散热器,并通过强度较核了设计的合理性,通过实验检验了设计的可靠性.     

通信机柜抽屉隔板式热管换热装置的试验研究

通信机柜的发热量随着其通信芯片集成度的增大而不断增大,为降低这一问题的对通信机柜运行的影响,本实验研制出一种新型通信机柜抽屉隔板式热管换热装置,以铝制发热板模拟机柜发热,利用平板热管导出热量,并以风扇及散热风道辅助散热。其性能试验研究结果表明:在室内空气温度24℃左右、热板温度40℃～95℃的测试条件下,单根热管和整个散热装置(9根热管)的散热量分别可达0.17kJ/min和6.6 kJ/min;能源利用效率COP(Coefficient of Performance)值分别可达0.16和6.45,该装置利用导热性能极高的热管为高发热通信机柜的散热提供了一种行之有效的方法。     

基于DSP和虚拟仪器的微热管测控系统设计

针对微热管性能测试系统的实时高速数据采集和控制等要求,利用通用串行总线USB和数字信号处理器DSP技术,再结合LabVlEW虚拟仪器,开发了数据采集控制系统.实验测试表明:该微热管测量控制系统具有测控系统成本低、支持热插拔和容易实现功能扩展等优点,满足了热管测试实时高速数据采集和控制的要求,对数据采集与处理设备在降低成本、实现功能扩展和支持热插拔等方面具有借鉴意义.