压差回路式均热片制作之研究-研究发展处-德霖

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1、茂致精密科技股份有限公司與德霖技術學院產學合作研究計畫成果報告壓差迴路式均熱片製作之研究計畫編號計畫類別執行期間執行單位合作廠商德研（餐旅）10418回研究類□服務類民國105年1月5日起至民國105年10月31日德霖技術學院餐旅管理系茂致精密科技股份有限公司計畫主持人：陳昭元副教授計畫協同主持人：陳育堂副教授計畫參與人員：日四技械101級葉桓銘本成果報告包括以下附件：■結案報告一式二份：io頁■計畫執行相關圖片與說明中華民國105年10月31日壓差式迴路式均熱片製作之研究研究摘要（500字以內）：本

2、計畫提出利用無閥式幫浦的概念並結合迴路式系統的原理，設計製作壓差式迴路式均熱片（Pressure-differenceLoopHeatSpreader,PDLHS）»藉由噴嘴與擴大器的搭配使用，使工作流體在進口與出口間產生相對的壓力差，利用此壓力差達到工作流體流進流出的目的，使的整體元件在只需熱能輔助下能持續不間斷的作動。此計劃之壓差式迴路式均熱片利用PDMS（聚二甲基矽氧烷）為主要結構，由於PDMS熱傳導係數極低，因此在加熱端及冷凝端部分另加上銅塊以利傳導，搭配溫度量測器詳細記錄加熱端及冷凝端溫度的

3、變化，由於PDMS為透明的材質，亦可直接觀察壓差式迴路式均熱片整體的作動情形。結果發現，壓差式迴路式均熱片最佳熱阻值發生在1・7W時，熱阻為18.8°CAV。關鍵字：噴嘴、擴大器、PDMS、迴路、均熱片AbstractThisprojectisproposedtheconceptofvalve-lesspumpandintegratestheprincipleofthelooptodesignanewPressure-differenceLoopHeatSpreader,PDLHS.Bythecoll

4、ocationofnozzleanddiffuser,thepressure-differencewillbegeneratedbetweentheinletandoutletandmaketheworkingfluidrunning.Thewholedevicecanalsoworkcontinuallybytheheat.ThisplanutilizesthePDMSasthemainstructure,andthecoppermaterialissetontheevaporatorandthec

5、ondenserduetothePDMShaslowerthermalconductivity.Besideswealsousethetemperaturemeasurementtorecordthevariationoftemperatureandwewillfindoutthephenomenonoftheboilingandcirculationaftertheflowvisualization.TheresultshowsthePressure-differenceLoopHeatSpread

6、erhasthebestthermalresistanceis18.8°C/WwhenitisL7W.Keywords:Nozzle・Diffuser・PDMS・Loop・Heatspreader近年來半導體發展迅速，CPU已非以往之單核心，而為多核心處理器，並隨箸處理器的速度與緻密度的增加，CPU散熱問題便日益重要，更是工程上的一大挑戰。一般桌上型或筆記型電腦之散熱模組式由均熱片、散熱鰭片、風扇與熱管所組成；另迴路式均熱片因其有良好的熱性能與較好的空間彈性，目前已應用於筆記型電腦，本研究即為結合無閥

7、式幫浦的概念與迴路式系統的原理所產生之新型均熱片。二・文獻回顧1989年VanDePol［l］在其畢業論文中首先提岀了無閥式幫浦(valve-lesspump)的概念，無閥式幫浦的設計主要是利用噴嘴與擴大器來代替傳統的止回閥，防止液體作逆向的流動。1995年時GerlachandWurmus［2］等人則首先提出關於噴嘴/擴大器元件的性能分析，他們使用非等向性蝕刻的方式在(100)矽晶片上製作出角錐形的噴嘴/擴大器元件並對其作分析研究，他們發現當雷諾數(Re)大於100時，擴大器和噴嘴有明顯不同的流力特

8、性，他們更進一步推斷flowrectification只有在紊流中才會發生。1996年AndersOlsson［3］等人探討噴嘴/擴大器在不同長度與開口角度下的壓損分析，並將噴嘴/擴大器分為三個部份來研究。在1999［4］年時更利用數值模擬軟體(Matlab)來分析無閥式幫浦並跟實驗值互相比較。1997年M.Heschel［5］等人利用矽晶片製作出3・D微噴嘴/擴大器，討論不同外型下工作流體的作動情形。而在2002年時，Jr-HungTsai

9、6)則製作