Feasibility study of a polymeric heat sink with enhanced heat transport for light-emitting diode (LED) light bulbs

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LED lighting is becoming an important part of the fast growing market of global lighting. However, any further growth will depend on further cost reductions through modifications in the material, manufacturing and assembly process. Due to relatively high cost of fabrication and assembly of aluminum heat sinks and, their shape and form limitations, polymeric heat sinks are proposed as a low cost and flexible alternative. Heat pies embedded in the heat sink are proposed to enhance the thermal performance and to avoid using expensive high thermal conductivity polymers. The objective of this project is to study and evaluate the required metrics in terms of heat flux, dimensions and thermal conductivity of the polymeric material to fabricate a polymeric heat sink with embedded heat pipes. Then, by using the results of this phase as a benchmark, it will be possible to identify the suitable material and design choices for the actual fabrication of this device. L'éclairage à base de DEL devient prend une part croissante du marché de l'éclairage global. Cependant, la croissance de ce créneau dépendra de la réduction des coûts grâce à des modifications des matériaux, des méthodes de fabrication et du processus d'assemblage. En raison du coût relativement élevé de fabrication et d'assemblage des dissipateurs de chaleur en aluminium, et les limites sur les formes possibles, les dissipateurs de chaleur polymériques sont proposés comme une alternative flexible et à faible coût. Des caloducs incorporés dans le dissipateur de chaleur sont proposés pour améliorer la performance thermique en évitant d'utiliser des polymères coûteux à haute conductivité thermique. L'objectif de ce projet est donc d'étudier et d'évaluer les critères de performance nécessaires en termes de flux de chaleur, les dimensions et la conductivité thermique du matériau polymère pour fabriquer un dissipateur de chaleur polymérique avec caloducs intégrés. Puis, en utilisant les résultats de cette phase comme une référence, il sera possible d'identifier les choix de matériaux et de conceptions appropriées pour la fabrication future de ce type de dispositif.