[发明专利]一种基于PDMS的微热管封装方法

说明书

本发明公开了一种基于PDMS的微热管封装方法，属于微器件的封装技术领域。在玻璃盖板的工质灌注孔上，利用PDMS与玻璃的自粘附效应覆盖PDMS薄膜。之后利用直径小于0.5mm尖头金属管向热管内灌注定量工质，接下来将针管拔出微热管，利用PDMS材料的快速回弹性短时间堵塞灌注孔，实现工质的快速灌注。最后在PDMS薄膜上再粘附一层PDMS薄膜，完成热管的工质灌注。该发明制作工艺和表面改性方法简单，缩短了热管的研制周期和对封装设备的需求，适用于实验室内对研制的热管传热性能的测试；同时易于在狭小紧凑空间内与大热流密度器件集成。

技术领域

本发明属于微器件的制造技术领域，涉及一种基于PDMS的微热管封装方法。

背景技术

微热管利用工质在其中的气液两相变化，实现热的快速传导，其传热效率远高于其本体材料的热导率，同时具有均温性好，热响应速度快等优点。自其在上个世纪的LosAlamos国家实验室由Grover发明以来，已应用于诸多领域，如航空航天及深冷器件的均温【速度突变状态下高温热管的毛细极限与性能分析，上海航天，2015，32(6)，58-61】、大功率微电子器件的散热【基于平板微热管阵列的大功率LED散热技术，照明工程学报，2018，29(4)，62-68】和激光器件的热管理【机载激光武器热管理系统研究，航空制造技术，2018，61(7)，93-96】等。其中硅基平板型微热管更容易与通过半导体或MEMS工艺加工的器件紧凑集成或一体化制造，是狭小空间内高热流密度问题的理想解决方案。

硅基微热管有着较好的应用前景，但是目前尚无商品化的产品，其中一个重要的原因是硅基微热管的工质灌封。传统的金属热管可以采用冷焊结合二次排气的方法实现工质灌注。但是硅基微热管的本体材料通常为硅和玻璃等非金属材料，平板型微热管的工质灌注量在几十微升，因此如何快速实现工质灌注是其制作领域需要突破的技术难点。

发明内容

本发明提供了基于硅橡胶PDMS的微热管封装方法。通过MEMS工艺制造硅基板-玻璃盖板的微热管本体，在玻璃盖板的工质灌注孔上，利用PDMS与玻璃的自粘附效应覆盖PDMS薄膜。之后利用真空泵除气，利用直径小于0.5mm的尖头金属管向热管内灌注定量工质。接下来将针管拔出微热管，利用PDMS材料的快速回弹性短时间堵塞灌注孔，实现工质的快速灌注。最后在PDMS薄膜上再粘附一层PDMS薄膜，完成热管的工质灌注。

本发明的技术方案：

一种基于PDMS的微热管封装方法，步骤如下：

(1)将厚度为0.5-2mmPDMS薄膜，表面改性后覆盖在玻璃盖板的工质灌注孔上；

(2)连接工质灌注系统，使用直径小于0.5mm的尖头金属管扎透第一层PDMS薄膜，进入微热管，利用真空泵将微热管中的不凝性气体去除并将定量工质灌注进微热管内；

(3)拔出尖头金属管；将微热管放入真空烘箱抽真空1分钟以上，如果放入前后的重量不变，说明第一层PDMS薄膜的高回弹性暂时封住微热管的工质灌注孔，微热管内真空没有破坏，此时再覆盖第二层PDMS薄膜在第一层PDMS薄膜上，完成微热管封装。

本发明的效果和益处：PDMS制作工艺和表面改性方法简单，缩短了热管的研制周期和对封装设备的需求，适用于实验室内对研制的热管传热性能的测试；该方法的封接属于平面封装，易于在狭小紧凑空间内与大热流密度器件集成；PDMS材料透明，不影响原先热管的可视性。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1硅基板；2玻璃盖板；3工质灌注孔；4第一层PDMS薄膜；5尖头金属管；6第二层PDMS薄膜。

具体实施方式

结合技术方案与说明书附图叙述本发明具体实施步骤。