Modélisation thermo-hydraulique de caloducs miniatures plats à faible épaisseur
pour des applications électroniques

Lora Kamenova (1)

1 G2ELab - Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble

A miniature heat pipe is a passive heat transfer mechanism that can transport large quantities of heat with a very small difference in temperature between the hottest and coldest interfaces in electronics. The objective of this thesis is to study the performances of flat heat pipes with sintered powder capillary wick, employed as thermal functions in high density electronics. Thanks to the coupling of our thermal and hydraulic models, we were able to predict the heat pipe performances in terms of maximum heat power and temperature distribution. The experiments demonstrated that the heat pipes are able to decrease the electronics temperature with several tens of °C. The tests results were in very good conformity to our models, with an average gap of 20% only. The innovative technology DBC for fabricating thin copper heat pipes was also developed in his work.

Parmi les solutions de refroidissement des composants électroniques, les caloducs miniatures permettent de transférer la chaleur passivement, en utilisant le principe de changement de phase d'un fluide caloporteur. Cette thèse est consacrée à l'étude des caloducs de forme plate, composés d'un réseau capillaire à poudre frittée et utilisés comme fonctions thermiques dans des substrats électroniques à haute densité. Grâce au couplage de nos modèles thermiques et hydrauliques, nous avons pu prédire les performances de ces dispositifs en terme de puissance maximale dissipable et de température. Les tests expérimentaux réalisés sur différents prototypes nous ont montré que ce type de caloducs était capable de diminuer la température des composants électroniques de plusieurs dizaines de °C. Les modèles développés ont été validés par les résultats de tests expérimentaux, avec un écart moyen de 20%. L'ensemble de ces travaux, nous a permis de mettre au point la technologie innovante DBC pour la fabrication des caloducs fins.

Mots clés: Very thin heat pipe; modelling; experiments; sintered powder wick; passive cooling; <br />technology

Mots clés: Caloduc à faible épaisseur; modélisation; optimisation; dimensionnement; étude expérimentale; <br />réseau capillaire à poudre métallique frittée; refroidisseur passif; technologies

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Lora Kamenova. Modélisation thermo-hydraulique de caloducs miniatures plats à faible épaisseur
pour des applications électroniques. Sciences de l'ingénieur [physics]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00263561⟩