專利名稱：一種熱管散熱器及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱管散熱器，特別涉及一種用于電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車 上整流裝置的熱管散熱器及其加工方法。
技術(shù)背景熱管散熱器在電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車上整流裝置中應(yīng)用，已經(jīng)有近 十年了，現(xiàn)有的散熱器在制造工藝上是采用鋁質(zhì)基板與帶有散熱片的 銅質(zhì)熱管密壓配合，散熱器的基板分別壓接在半導(dǎo)體元件上的陰陽極 銅導(dǎo)電板上形成半導(dǎo)體組件。工作時半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板流過元件的 導(dǎo)通電流，產(chǎn)生的功率發(fā)熱通過幾層界面最終到散熱片散熱到空氣 中。由于在半導(dǎo)體組件中存在幾個不同金屬材質(zhì)的接觸面，它們在長 期接觸導(dǎo)電中會產(chǎn)生電氣腐蝕以及接觸熱阻太大的問題，每個界面都 會產(chǎn)生附加的接觸熱阻和電阻。鋁質(zhì)基板與銅質(zhì)熱管配合狀態(tài)下，產(chǎn)生附加的接觸熱阻和電阻很大，在中功率耗損(2500kw以下)還行， 當(dāng)大容量元件需要大功率散熱耗損(4000kw以上)時，附加的接觸 熱阻比例大到總熱阻值不能接受的程度。另一個問題是，基板上安裝 銅管的孔都是用手工鈷得到，這種方式加工孔耗費(fèi)工時多，質(zhì)量不穩(wěn) 定。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種熱阻小、性能穩(wěn)定、壽命長的熱管散 熱器及其加工方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的熱管散熱器包括一基板，基板上固定有用于安裝半導(dǎo)體元件的導(dǎo) 電板和熱管，熱管上固定有散熱片，其特征是所述基板和熱管采用同 種金屬材料。所述基板和熱管采用銅質(zhì)材料，熱管采用銀錫焊接固定在基板上。本發(fā)明的熱管散熱器的加工方法是采用同種金屬材料的基板和熱管，含有熱管安裝孔的基板采用模 具擠壓成形，先將基板與半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板結(jié)合成一體，再將熱管 插入基板的安裝孔中形成緊密配合，熱管和基板之間采用悍接，在熱 管上裝配散熱片。所述基板和熱管采用銅質(zhì)材料，熱管和基板之間采用銀錫焊接。 所述基板與半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板用銅焊接成一體。 本發(fā)明的熱管散熱器與現(xiàn)有的機(jī)車上使用的熱管散熱器的不同 是基板和熱管采用采用同種金屬材料，如由銅質(zhì)熱管(利用液體的 氣、液相態(tài)變化的潛熱來傳熱)、銅質(zhì)基板和散熱片組成，銅質(zhì)基板 與半導(dǎo)體元件的銅導(dǎo)電板焊接成一體，銅基板采用模具擠壓成形。其 特點(diǎn)是采用同種材料的基板和散熱管，容易焊接形成良好焊接面， 可以減小接觸面的接觸熱阻，基板采用與半導(dǎo)體元件的銅導(dǎo)電板相同 的材料，既可節(jié)約銅材，又可使接觸熱阻達(dá)到最小。本發(fā)明的熱管散 熱器避免了現(xiàn)有散熱器中銅質(zhì)熱管與鋁質(zhì)基板長期接觸導(dǎo)電中的電 氣腐蝕問題，延長使用壽命，提高了可靠性和容量(4300W以上)， 降低了接觸熱阻和總熱阻(0.013°C/W以下)，并且模擠壓形材可以 節(jié)約用材和手工鉆孔的工時，提高加工效率和質(zhì)量?？傊緹峁苌崞骶哂袩嶙栊?、性能穩(wěn)定、壽命長(與機(jī)車相同壽命)等優(yōu)點(diǎn)。與3—5英寸大元件匹配組裝的變流裝置，取代現(xiàn) 有電力機(jī)車中的裝置后，不僅具有與現(xiàn)在通風(fēng)方式相同、性能更優(yōu)良 穩(wěn)定、節(jié)約原材料、壽命長的優(yōu)良特點(diǎn)，而且由于散熱器的容量提高 導(dǎo)致元件的實(shí)際輸出增大，每個整流橋臂只用單個元件，取消并聯(lián)支 路，簡化了裝置，提高了運(yùn)行的可靠性。這種新型熱管散熱器適宜用 于SS6、 SS7、 SS9G等電力機(jī)車、各種動車組、內(nèi)燃機(jī)車和車輛的變流裝置上，是一種更新?lián)Q代的產(chǎn)品，具有廣泛的實(shí)用性和應(yīng)用前景。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明熱管散熱器的示意圖。 圖2圖1的俯視圖。圖3是本發(fā)明熱管散熱器中基板的示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖1圖2和圖3，熱管散熱器包括銅質(zhì)基板2，基板2的兩個 表面上固定有用于安裝半導(dǎo)體元件的銅導(dǎo)電板1，在基板2的安裝孔 5中固定有銅質(zhì)熱管3，熱管3上固定有散熱片4，熱管3采用銀錫 焊接固定在基板2上。熱管散熱器的加工方法采用銅質(zhì)的基板2和熱管3，基板2采 用模具擠壓成形，基板2形成六個熱管安裝孔5，先將基板2與半導(dǎo) 體元件的銅導(dǎo)電板1用銅焊接成一體，再將熱管3插入基板2的安裝 孔5中形成緊密配合，熱管3和基板2之間采用銀錫悍接，在熱管3 上壓裝散熱片4。
權(quán)利要求
1、一種熱管散熱器，包括一基板，基板上固定有用于安裝半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板和熱管，熱管上固定有散熱片，其特征是所述基板和熱管采用同種金屬材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管散熱器，其特征是所述基板和熱 管采用銅質(zhì)材料，熱管采用銀錫焊接固定在基板上。
3、 一種熱管散熱器的加工方法，其特征是采用同種金屬材料的 基板和熱管，含有熱管安裝孔的基板采用模具擠壓成形，先將基板與 半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板結(jié)合成一體，再將熱管插入基板的安裝孔中形成 緊密配合，熱管和基板之間采用焊接，在熱管上裝配散熱片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱管散熱器的加工方法，其特征是所 述基板和熱管采用銅質(zhì)材料，熱管和基板之間采用銀錫焊接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的熱管散熱器的加工方法，其特征 是所述基板與半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板用銅焊接成一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱管散熱器，包括一基板，基板上固定有用于安裝半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板和熱管，熱管上固定有散熱片，其特征是所述基板和熱管采用同種金屬材料，如銅。本發(fā)明的加工方法是采用同種金屬材料的基板和熱管，含有熱管安裝孔的基板采用模具擠壓成形，先將基板與半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電板焊接成一體，再將熱管插入基板的安裝孔中形成緊密配合，熱管和基板之間采用焊接，在熱管上壓裝配散熱片。本熱管散熱器具有熱阻小、性能穩(wěn)定、壽命長(與機(jī)車相同壽命)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L23/427GK101325185SQ200810031919
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者付成勇, 徐景秋, 李春陽 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司