微流道設(shè)計(jì)資料

中文作者姓名。標(biāo)楷粗體18號(hào)字，置中。微流道蒸發(fā)現(xiàn)象之探討之範(fàn)例中文作者姓名。標(biāo)楷粗體18號(hào)字，置中。中文論文題目。標(biāo)楷粗體22號(hào)字，置中。中文作者所屬單位及職稱。新細(xì)明體12號(hào)字，置中。陳育堂中文論文題目。標(biāo)楷粗體22號(hào)字，置中。中文作者所屬單位及職稱。新細(xì)明體12號(hào)字，置中。中文摘要(標(biāo)題)。新細(xì)明體18號(hào)字，置中。德霖技術(shù)學(xué)院機(jī)械系中文摘要(標(biāo)題)。新細(xì)明體18號(hào)字，置中。摘要標(biāo)楷體10號(hào)字，頁(yè)首之最後一行字均加底線。首頁(yè)左上方第一行寫(xiě)德霖學(xué)報(bào)「第九十九期，」第二行寫(xiě)「民國(guó)年份.月；右上方寫(xiě)「論文題目」。其他頁(yè)，單數(shù)頁(yè)，單數(shù)頁(yè)右上方寫(xiě)「論文題目」雙數(shù)頁(yè)左上方寫(xiě)「德霖學(xué)報(bào)第九十九期」。微流道二相對(duì)流熱傳可應(yīng)用於許多領(lǐng)域如電子冷卻等，本研究探討微流道內(nèi)之蒸發(fā)現(xiàn)象與毛細(xì)驅(qū)動(dòng)熱，利用濕蝕刻技術(shù)於(110)矽晶片上製作長(zhǎng)75mm，流力直徑100μm~250μm之矩形流道，搭配成不同流力直徑尺寸之微流道試片標(biāo)楷體10號(hào)字，頁(yè)首之最後一行字均加底線。首頁(yè)左上方第一行寫(xiě)德霖學(xué)報(bào)「第九十九期，」第二行寫(xiě)「民國(guó)年份.月；右上方寫(xiě)「論文題目」。其他頁(yè)，單數(shù)頁(yè)，單數(shù)頁(yè)右上方寫(xiě)「論文題目」雙數(shù)頁(yè)左上方寫(xiě)「德霖學(xué)報(bào)第九十九期」。中文摘要內(nèi)文(300字以內(nèi)為原則)。標(biāo)楷體10號(hào)字，左右對(duì)齊。經(jīng)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出，當(dāng)加熱功率亦即熱傳量增加之時(shí)，蒸發(fā)率會(huì)隨之升高而熱阻則隨之降低；在微流道尺寸差異所造成的影響則是得到較小之流力直徑尺寸設(shè)計(jì)同樣會(huì)使蒸發(fā)率上升與熱阻下降，另一方面本實(shí)驗(yàn)也針對(duì)傾斜角度加以觀察並進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與毛細(xì)力及毛細(xì)壓差的基礎(chǔ)理論趨勢(shì)吻合，也驗(yàn)證了微流道流力直徑之尺寸設(shè)計(jì)與工作流體之接觸角是毛細(xì)驅(qū)動(dòng)的重要指標(biāo)。中文摘要內(nèi)文(300字以內(nèi)為原則)。標(biāo)楷體10號(hào)字，左右對(duì)齊。關(guān)鍵字：微流道，蒸發(fā)，傾斜角，熱阻關(guān)鍵字標(biāo)題，標(biāo)楷粗體10號(hào)字。中文關(guān)鍵字(3至6個(gè))。標(biāo)楷體10號(hào)字，左右對(duì)齊。關(guān)鍵字標(biāo)題，標(biāo)楷粗體10號(hào)字。中文關(guān)鍵字(3至6個(gè))。標(biāo)楷體10號(hào)字，左右對(duì)齊。TimesNewRoman粗體1TimesNewRoman粗體16號(hào)粗體14號(hào)字Yu-TangChen粗體14號(hào)字單位職稱11號(hào)字單位職稱11號(hào)字16號(hào)字Abstract16號(hào)字Two-phaseconvectiveflowinmicrochannelshasnumerouspromisingapplicationssuchaselectroniccooling.Thisstudyinvestigatesevaporationphenomenaandcapillary-drivenheatinarectangularmicrochannelsstructurewithhydraulicdiametersof100~250μmandlengthof75mm.Themicrochannelsmadeof(110)-orientatedsiliconisfabricatedbybulkmicromachining.Thetemperaturedistributionsinmicrochannelschipstructure,aswellastheinducedevaporationmassflowrateofwater,weremeasuredunderdifferentheatfluxandinclinationangle.Thermalresistancewerecalculatedtoevaluatethechipcoolingperformance.10號(hào)字Theexperimentalresultsshowthatwithanincreaseoftheimposedheatflux,theevaporationmassflowrateincreasesandthermalresistancedecreases.Theeffectofchannelsizeandinclinationangleontheheattransfercharacteristicsarealsoexamined.10號(hào)字Keywords:evaporation,microchannels,inclinationangle,thermalresistance頁(yè)尾：請(qǐng)留一行空白，以便設(shè)置全刊總頁(yè)碼。壹、前言頁(yè)尾：請(qǐng)留一行空白，以便設(shè)置全刊總頁(yè)碼。隨著高科技產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，微流道早已被做為毛細(xì)傳輸機(jī)制廣泛應(yīng)用於散熱系統(tǒng)；爲(wèi)了因應(yīng)不同的產(chǎn)品需求，除了有效率的令散熱效能提昇之外，輕量化、耐久、無(wú)噪音的趨勢(shì)更顯示出如何在生產(chǎn)與成本考量之間，能簡(jiǎn)化但確實(shí)的發(fā)揮散熱機(jī)制並開(kāi)發(fā)更適用的材料來(lái)輔助，是目前相當(dāng)關(guān)鍵的課題。目前許多的散熱技術(shù)，多與微流體(micro-fluidic)密切相關(guān)，所謂微流體是指於微流道(microchannel)或微米等級(jí)元件中的流體流動(dòng)，本研究希望利用MEMS技術(shù)於4吋(110)矽晶片上蝕刻微米尺度之流道來(lái)做為毛細(xì)傳輸?shù)臋C(jī)制，探討採(cǎi)用不同的流道尺寸設(shè)計(jì)之微流道試片，應(yīng)用於不同瓦數(shù)之加熱功率以及變化工作角度下熱傳散熱時(shí)，以實(shí)際所量測(cè)的工作流體蒸發(fā)率並藉由整體熱阻的計(jì)算來(lái)比較各尺寸設(shè)計(jì)的差異性；進(jìn)而有助於微流道性質(zhì)研究及應(yīng)用於平板式熱管或均熱片等之毛細(xì)傳輸結(jié)構(gòu)，期待能提供學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界理論探討或?qū)嶋H應(yīng)用有實(shí)質(zhì)的幫助與貢獻(xiàn)。微流道在熱傳流力領(lǐng)域研究的概念可說(shuō)從1981年Tuckerman及Pease[1]的發(fā)表成果中開(kāi)始發(fā)展，其研究主要以半導(dǎo)體製程技術(shù)於(110)矽晶片基材蝕刻出高深寬比之矩型微流道，並使用陽(yáng)極接合技術(shù)結(jié)合矽晶片與Pyrex玻璃，進(jìn)行流力與熱傳特性之理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，應(yīng)用於超大型積體電路(VLSI)的散熱機(jī)制；1992年Stroes等人[2]則針對(duì)舉行與三角形流道進(jìn)行深入的毛細(xì)力實(shí)驗(yàn)研究。1996年，Peng與Peterson[3]探討了在不鏽鋼材質(zhì)，流力直徑在0.133mm~0.367mm的矩型微流道中水的單相對(duì)流熱傳，經(jīng)由不同的流道截面設(shè)計(jì)來(lái)探討摩擦係數(shù)，壓力降，雷諾數(shù)等流力性質(zhì)；其中除了仍顯示出流力直徑與流道間中心位置距離比值的重要性外，結(jié)果中更提出在達(dá)到紊流的範(fàn)圍時(shí)，流道截面的深與寬若比值是0.5，則所計(jì)算出之摩擦係數(shù)會(huì)小於其他深寬比例。1999年，Liao與Zhao[4]對(duì)於加熱之溝槽毛細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱傳探討；2000年，Peles與Haber[5]針對(duì)三角形微流道進(jìn)行二相流之一維模擬分析；Tso與Mahulikar[6]提出環(huán)型微流道中，結(jié)合蒸氣液面驅(qū)動(dòng)之對(duì)流與輻射性質(zhì)運(yùn)用於電子冷卻系統(tǒng)；同年，Puncochar與Drahos[7]則提出對(duì)毛細(xì)傳輸極限對(duì)應(yīng)壓力降之關(guān)係探討。2002年，Kim等人[8]提出考量表面張力的毛細(xì)微流道性質(zhì)分析，其研究利用SU-8厚膜光阻製作許多不同幾何形式之微流道試片，對(duì)壓力梯度、黏滯力、表面張力等來(lái)進(jìn)行分析，同時(shí)也以模擬分析軟體進(jìn)行流體通過(guò)微流道整體之流場(chǎng)分析；同年，Judy等人[9]則研究驅(qū)動(dòng)蒸餾水、甲醇和丙醇三種工作流體透過(guò)圓形、矩形之微流道壓降值影響。2003年，淡江大學(xué)楊龍杰副教授[10]提出了在微流道中毛細(xì)液前緣速度型態(tài)探討，文中經(jīng)由毛細(xì)力的理論基礎(chǔ)輔以微機(jī)電製程製作之高分子微流道實(shí)際測(cè)試，將表面張力及重力對(duì)毛細(xì)推動(dòng)之影響，同時(shí)考量不同表面性質(zhì)之差異下，進(jìn)行分析並推導(dǎo)出毛細(xì)液前緣行進(jìn)之速度關(guān)係式。同年，Park與Lee[11]提出對(duì)受加熱的長(zhǎng)直毛細(xì)微流道流力與熱傳的性質(zhì)分析研究，其結(jié)果顯示流體在新月形式液面區(qū)域熱傳率會(huì)遠(yuǎn)大於在貼附流道壁之薄膜形式區(qū)域，而熱傳遞係數(shù)會(huì)出現(xiàn)在液面成薄膜形式之區(qū)域，然而最大液體流速則出現(xiàn)在新月形式液面區(qū)域約40%之處。2004年，Nilson等人[12]更提出了應(yīng)用於蒸發(fā)冷凝機(jī)制的軸向漸縮式的微流道設(shè)計(jì)模擬分析，其結(jié)果呈現(xiàn)出漸縮式的矩型微流道設(shè)計(jì)，經(jīng)由計(jì)算熱通量顯示冷卻效果比照一般的長(zhǎng)直矩形流道為佳。貳、理論介紹在微流道相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用方面，微流道之毛細(xì)力是設(shè)計(jì)上一個(gè)重要的參考指標(biāo)，為了解基本之微流道毛細(xì)現(xiàn)象，在本研究中將微流道之毛細(xì)力與毛細(xì)壓差輔以實(shí)驗(yàn)相互比較。毛細(xì)力與毛細(xì)壓差是微流道輸送工作流體之主要?jiǎng)恿?；一般而言，較小等效孔徑之微流道具備有較大的毛細(xì)力特性；然而，縮小孔徑將伴隨液體與微流道結(jié)構(gòu)間摩擦力的遽增，因而，欲達(dá)較佳之自身輸送液體能力，微流道尺寸不一定愈小愈好。此外，重力場(chǎng)的效應(yīng)亦影響微流道自身輸送工作流體的能力；較佳的微流道元件設(shè)計(jì)更須具備能抵抗重力場(chǎng)的影響，使其處?kù)度我鈨A斜角度仍可正常運(yùn)作。毛細(xì)力分析是在微流道相關(guān)設(shè)計(jì)上一個(gè)重要的考量因素。為了解基本之微流道毛細(xì)現(xiàn)象，在此本文將微流道之毛細(xì)力與毛細(xì)壓差進(jìn)行一理論上的介紹並輔以實(shí)驗(yàn)觀察比較。毛細(xì)力()是藉由總表面能對(duì)流體傳輸方向進(jìn)行一次微分而求得，總表面能可表示為:(1)其中為固體和液體的接觸面積及表面張力為液體和氣體的接觸面積及表面張力為固體和氣體的接觸面積及表面張力表面張力間的關(guān)係式如圖一表示為:(2)圖一表面張力與接觸角示意圖將表面能式微分可求得毛細(xì)力：(3)再將毛細(xì)力除以流道截面積()即可得到毛細(xì)壓差如下:(4)從本實(shí)驗(yàn)中之矩形微流道考慮寬度與深度分別為(W)及(D)，並假設(shè)(σ=)，其工作流體與流道表面間的毛細(xì)力()與毛細(xì)壓差()則可分別表示為：(5)(6)其中，σ與θ分別表示液體之表面張力(surfacetension)與介面間的接觸角(contactangle)。本實(shí)驗(yàn)除了在微流道尺寸上設(shè)計(jì)外，其中用來(lái)比較的一個(gè)依據(jù)就是整體熱阻值的差異，並著重於在不同瓦數(shù)之加熱功率及工作角度下的探討；然而，整體熱阻可以經(jīng)由以下簡(jiǎn)式，即熱源溫度()減去環(huán)境溫度()再除以加熱功率(Watt)求得：(7)參、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與架設(shè)3.1微流道設(shè)計(jì)利用MEMS技術(shù)於4吋(110)矽晶片上蝕刻微米尺度之流道來(lái)做為毛細(xì)傳輸結(jié)構(gòu)，整體試片結(jié)構(gòu)尺寸為長(zhǎng)(L)84mm與寬(H)12mm，內(nèi)部流道全長(zhǎng)75mm，如圖二所示；共有16種流道尺寸，分別為4種流道寬度(W)100μm,150μm,200μm,250μm，並對(duì)應(yīng)四種流道深度(D)則分別為100μm,150μm,200μm,250μm，而流道間隙(Wc)與流道寬度(W)比設(shè)計(jì)為1:1，如圖三所示，依此規(guī)則將流道分散至試片寬度，而產(chǎn)生四種對(duì)應(yīng)於流道寬度之不同之流道數(shù)目。本實(shí)驗(yàn)中微流道試片在接合7740玻璃時(shí)並非完全覆蓋，而是局部接合如圖四所示，在微流道末端預(yù)留2mm寬度讓試片在加熱蒸發(fā)區(qū)域所產(chǎn)生之蒸汽得以散出，另一方面供水端位置上方之7740玻璃只覆蓋到矩形區(qū)域面積之一半，此做法除了作為工作流體在進(jìn)入微流道之前的一個(gè)緩衝，亦是爲(wèi)了在水平測(cè)試時(shí)避免燒杯內(nèi)工作流體液面的波動(dòng)額外推動(dòng)而影響毛細(xì)力的自然傳輸。圖二流道尺寸設(shè)計(jì)示意圖圖三流道截面設(shè)計(jì)示意圖圖四接合7740玻璃後之測(cè)試試片3.2實(shí)驗(yàn)架設(shè)與測(cè)試3.2.1在進(jìn)行微流道試片加熱測(cè)試前，觀測(cè)各種不同流道尺寸之試片在不同測(cè)試角度下(0°,45°,90°)的毛細(xì)輸水情形。本實(shí)驗(yàn)所使用之工作流體為純水，試片在測(cè)試前均須使用丙酮與異丙醇進(jìn)行兩次沖洗，最後再用純水連續(xù)沖洗五分鐘之後烤乾，置於毛細(xì)測(cè)試平臺(tái)上。測(cè)試時(shí)需注意的是，在給定純水進(jìn)入微流道前必須減少晃動(dòng)並儘可能穩(wěn)定的進(jìn)行。本研究所採(cǎi)用的測(cè)試平臺(tái)，用以記錄各微流道試片毛細(xì)力輸水長(zhǎng)度位置，以利在加熱測(cè)試前清楚了解何種尺寸之試片在做角度變化時(shí)無(wú)法將工作流體帶到加熱區(qū)。3.2.2本實(shí)驗(yàn)係設(shè)定在開(kāi)放式環(huán)境底下探討各種微流道尺寸之試片於不同加熱功率與工作角度下熱阻值與蒸發(fā)率的差異。首先將試片固定於加熱裝置並置於角度旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，再接上電源供應(yīng)器設(shè)定功率以及溫度感測(cè)線，經(jīng)由溫度擷取器傳送至電腦記錄，而後在工作流體的提供方面則是由燒杯盛裝工作流體純水，置於微量電子秤上並在燒杯上加以覆蓋避免揮發(fā)，最後同時(shí)藉由微量電子秤量測(cè)工作流體的消耗量。值得注意的是，本實(shí)驗(yàn)室在開(kāi)放式條件下進(jìn)行，因此工作流體的角度設(shè)定是以負(fù)角度為原則，即是加熱蒸發(fā)端在上方而供水端位置在下方來(lái)進(jìn)行，預(yù)期讓工作流體完全藉由微流道試片本身的毛細(xì)力來(lái)做為傳輸機(jī)制。實(shí)驗(yàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)如下:1.加熱方式:採(cǎi)用陶瓷加熱片作為熱源，切割成所需尺寸，將除了與試片加熱時(shí)接觸以外之部分，以絕熱棉包覆減少加熱源的熱散失，再將試片與加熱片接觸部位均勻塗抹散熱膏，使之緊密貼合減少空氣熱阻之影響，並以電源供應(yīng)器分別供給4W,6W,8W的功率做加熱。(本實(shí)驗(yàn)陶瓷加熱片之工作溫度上限為150℃)2.工作流體輸送方式:以燒杯盛裝工作流體純水置於微量電子秤上並在其上加以覆蓋避免揮發(fā)，藉由微流道試片本身的毛細(xì)力來(lái)做為傳輸機(jī)制，儘可能減少外界額外影響毛細(xì)傳輸之因子。3.溫度擷取:使用溫度擷取器(imcμMUSYCS2.0)，並使用T-type之熱電偶線(Thermocouple)(Range:-100℃~400℃)及桌上型電腦進(jìn)行記錄。將量測(cè)之接觸點(diǎn)位置塗抹些許散熱膏，分別記錄加熱源溫度，加熱源上方之試片溫度，流道中央溫度以及供水端溫度，取樣時(shí)間為每秒記錄一次。4.蒸發(fā)量求取:使用微量電子秤，精確度設(shè)定為小數(shù)點(diǎn)下4位，並於每組狀態(tài)量測(cè)完畢時(shí)，做歸零動(dòng)作再進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。5.測(cè)試條件:測(cè)試環(huán)境在恆溫恆溼的無(wú)塵室下進(jìn)行，控制室溫在19.5℃，相對(duì)溫度在68%~78%之間，每一條件測(cè)試設(shè)定之穩(wěn)態(tài)時(shí)間為40min，之後再進(jìn)行蒸發(fā)量的求取，時(shí)間為30min，每一條件均量測(cè)2次求得平均值以記錄。在此架設(shè)下，預(yù)期藉由量測(cè)單位時(shí)間由微量電子秤所得到工作流體消耗之蒸發(fā)量，用以計(jì)算工作流體的蒸發(fā)率，並經(jīng)由熱源溫度與環(huán)境溫度之溫差來(lái)求得整體熱阻，做為比較各種尺寸試片作動(dòng)差異的依據(jù)。肆、結(jié)論4-1毛細(xì)測(cè)試觀察在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，可以發(fā)現(xiàn)微小流道的毛細(xì)吸收情形受到環(huán)境的因素影響甚鉅，諸如水溫、室溫、相對(duì)溼度、試片潔淨(jìng)過(guò)程等，都是造成效果差異甚至不易觀測(cè)的因素；而觀測(cè)的問(wèn)題也同樣不可小覷，特別是在非水平角度量測(cè)毛細(xì)力輸水情形時(shí)，真實(shí)液前緣位置與肉眼及拍攝器具所得到的結(jié)果往往不盡相同。經(jīng)由毛細(xì)傳輸工作流體純水之實(shí)驗(yàn)觀察，在未加熱的情況下，我們先得知了某些尺寸的流道設(shè)計(jì)在角度增加的同時(shí)，毛細(xì)力所提供的傳輸現(xiàn)象已經(jīng)無(wú)法使工作流體佈滿整個(gè)流道，這也代表了在此些情形下工作流體無(wú)法經(jīng)由毛細(xì)力輸送至加熱蒸發(fā)區(qū)域，便無(wú)法帶走熱源所產(chǎn)生之熱量。如表一所示，在水平測(cè)試條件下，工作流體皆可順利傳輸，在角度45°情況之下流力直徑大於222μm之尺寸則出現(xiàn)問(wèn)題，而垂直角度90°下流力直徑大於188μm之尺寸亦無(wú)法傳輸。因此，本實(shí)驗(yàn)依照毛細(xì)力經(jīng)由工作流體的表面能來(lái)推算，進(jìn)而經(jīng)由第二章之理論公式求得毛細(xì)壓差如表二，並由毛細(xì)壓差(P)與流力直徑(Dh)，假設(shè)水的表面張力σ=0.0728N/m，並經(jīng)由實(shí)驗(yàn)拍攝得到接觸角θ平均值為31.5°。表一毛細(xì)傳輸工作流體在各角度下佈滿流道之情形流道寬(W)流道深(D)流力直徑工作角度工作角度工作角度(μm)(μm)(μm)0°45°90°100100100OOO150120OOO200133OOO250143OOO150100120OOO150150OOO200171OOO250188OOX200100133OOO150171OOO200200OOX250222OXX250100143OOO150188OOX200222OXX250250OXX註：O：代表毛細(xì)力可令微流道完全佈滿工作流體使之傳送到蒸發(fā)區(qū)域X：代表毛細(xì)力無(wú)法令微流道完全佈滿工作流體使之傳送到蒸發(fā)區(qū)域表二理論計(jì)算各流道尺寸設(shè)計(jì)之毛細(xì)力與毛細(xì)壓差流道寬(W)流道深(D)流力直徑表面張力cosθ毛細(xì)力毛細(xì)壓差(μm)(μm)(μm)σFP(N/m)(N)(N/m2)1001001000.07280.85262.57E-0525711501200.07280.85263.21E-052142.52001330.07280.85263.86E-051928.252501430.07280.85264.50E-051799.71501001200.07280.85263.21E-052142.51501500.07280.85263.86E-0517142001710.07280.85264.50E-051499.752501880.07280.85265.14E-051371.22001001330.07280.85263.86E-051928.251501710.07280.85264.50E-051499.752002000.07280.85265.14E-051285.52502220.07280.85265.78E-051156.952501001430.07280.85264.50E-051799.71501880.07280.85265.14E-051371.22002220.07280.85265.78E-051156.952502500.07280.85266.43E-051028.44-2加熱測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果在加熱過(guò)程當(dāng)中本實(shí)驗(yàn)可明顯發(fā)現(xiàn)無(wú)論是整體熱阻差異，蒸發(fā)率的比較或是工作角度改變之影響，著實(shí)與流力直徑相關(guān)；可以經(jīng)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如附錄所示，無(wú)論尺寸設(shè)計(jì)如何改變，造成此些結(jié)果的變因都在於流力直徑的大小，也同時(shí)決定了數(shù)據(jù)結(jié)論的趨勢(shì)，可以從本節(jié)下列的圖例來(lái)探討。不同流道寬度對(duì)應(yīng)整體熱阻與蒸發(fā)率之差異在比較各工作角度下，流道尺寸設(shè)計(jì)之差異如圖五所示，在流道深度同為100μm，四種流道寬度為100μm,150μm,200μm,250μm的微流道試片分別對(duì)應(yīng)(a)0°,(b)45°,(c)90°三種工作角度下，表示出整體熱阻與加熱功率的關(guān)係曲線；同時(shí)，在圖六是在與圖五相同的條件下來(lái)比較蒸發(fā)率與加熱功率的關(guān)係曲線。其中，由本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在同樣的流道深度尺寸條件下，越小的流道寬度設(shè)計(jì)(流力直徑越小)會(huì)造成整體熱阻的值越低，而蒸發(fā)率則是越大；而從加熱功率的瓦特?cái)?shù)上升也同樣發(fā)現(xiàn)到熱阻隨之降低，而蒸發(fā)率隨之升高的相同趨勢(shì)。同樣的趨勢(shì)我們可以再推廣到其他深度尺寸下的結(jié)論，都同樣顯示出熱阻值的降低與蒸發(fā)率的提高都決定於流道尺寸的減少及加熱功率數(shù)的增加。(a)(b)(c)圖五流道深度為100μm整體熱阻與加熱功率之關(guān)係(a)水平角度(b)角度45?(c)角度90?(a)(b)(c)圖六流道深度為100μm蒸發(fā)率與加熱功率之關(guān)係水平角度(b)角度45?(c)角度90?4-3結(jié)論與探討從本章4-2節(jié)之實(shí)驗(yàn)圖表中可發(fā)現(xiàn)，雖然熱阻值與蒸發(fā)率的曲線走勢(shì)會(huì)隨著流力直徑與加熱功率來(lái)變化，但其中仍存在著少數(shù)脫離趨勢(shì)的數(shù)值，然而造成此些落差的原因可以歸類為下列幾點(diǎn):微流道之製作程序中的參數(shù)控制，使得蝕刻表面些微的差異造成工作流體輸送時(shí)會(huì)有所變化。在試片固定於加熱裝置後，三軸方向的水平是否確實(shí)掌握以減少誤差。試片的潔淨(jìng)過(guò)程或是工作流體純水中是否有殘留顆?；蛭镔|(zhì)停滯在流道內(nèi)部，造成工作流體無(wú)法順利通過(guò)每條微流道。環(huán)境溫度與相對(duì)溼度的控制是否得宜。上述四點(diǎn)是影響本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行最重要的控制因子，因此在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、架設(shè)與進(jìn)行時(shí)均需格外注意；其中，工作流體能否確實(shí)在每一試片當(dāng)中佈滿所有之微流道，使傳輸機(jī)制發(fā)揮最大效能對(duì)於實(shí)驗(yàn)的結(jié)果影響甚鉅，在測(cè)試的過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)，微流道試片在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的預(yù)濕動(dòng)作對(duì)於毛細(xì)作動(dòng)相當(dāng)重要，然而在較高功率測(cè)試時(shí)，必定先使微流道內(nèi)先佈滿工作流體，此一步驟可避免燒乾(dry-out)現(xiàn)象發(fā)生；另一方面，在進(jìn)行加熱測(cè)試的同時(shí)，保持試片的水平與平衡是相當(dāng)重要的，因?yàn)橹亓?duì)於微流道之影響會(huì)造成試片當(dāng)中工作流體的整體傳輸變動(dòng)，而試片的清潔過(guò)程與測(cè)試環(huán)境更是決定試片內(nèi)所有微流道能否全部作動(dòng)的關(guān)鍵，倘若有僅數(shù)條微流道未作動(dòng)或是傳輸不連續(xù)都會(huì)造成整體熱阻的上升與蒸發(fā)量的下降，使之效能減弱無(wú)法如預(yù)期降低熱源溫度，甚至是無(wú)法達(dá)到穩(wěn)態(tài)平衡。伍、參考文獻(xiàn)D.B.TuckermannandR.F.W.Pease,“HighPerformanceHeatSinkingforVLSI,”IEEEElectronDeviceLett.,EDL-2,pp.126-129,1981.G.R.Stroes,T.J.Rohloff,andI.Catton,‘‘AnExperimentalStudyoftheCapillaryForcesinRectangularVersusTriangularChannels,’’Proceedingsofthe28thNationalHeatTransferConference,HTD-Vol.200,ASME,pp.1-7,1992.X.F.PengandG.P.Peterson,“ConvectiveHeatTransferandFlowFrictionforWaterFlowinMicrochannelStructures,”InternationalJournalofHeatandMassTransfer,Vol.39,No.12,pp.2599-2608,1996.Q.LiaoandT.S.Zhao,“EvaporativeHeatTransferinaCapillaryStructureHeatedbyaGroovedBlock,”J.ofThermophysicsandHeatTransfer,Vol.13,No.1,1999.Y.P.Peles,andS.Haber,‘‘ASteadyOneDimensionalModelforBoilingTwoPhaseFlowinaTriangularMicrochannel,’’Int.J.MultiphaseFlow,Vol.26,pp.1095-1115,2000.C.P.TsoandS.P.Mahulikar,“CombinedEvaporatingMeniscus-drivenConvectionandRadiationinAnnularMicrochannelsforElectronicsCoolingApplication,”InternationalJournalofHeatandMassTransfer,Vol.43,pp.1007-1023,2000.M.Puncochar,J.Drahos,“Limitsofapplicabilityofcapillary