一種新型壓管式igbt水冷板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種功率單元器件散熱裝置，尤其涉及一種新型壓管式IGBT水冷板散熱器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著電氣設(shè)備向高功率密度、小型化方向發(fā)展，元器件組件的熱流密度不斷的提高，熱設(shè)計(jì)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在電氣電子設(shè)備常見(jiàn)的故障中，由于電子設(shè)備溫度過(guò)高而導(dǎo)致的設(shè)備不能正常工作比重占了一半以上。IGBT等功率元件的損耗在有限空間達(dá)到了幾十千瓦，然而采用傳統(tǒng)的風(fēng)冷式已經(jīng)很難滿足高損耗功率元件的需求，水冷散熱技術(shù)正逐步取代風(fēng)冷式散熱，水冷式使用冷卻液在泵的帶動(dòng)下強(qiáng)制循環(huán)帶走散熱器的熱量，與風(fēng)冷式相比具有安靜、降溫穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境依賴小的優(yōu)點(diǎn)，是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)大功率電子元器件的散熱方式。為了更有效地將產(chǎn)生的熱量從功率元件散發(fā)出去，對(duì)水冷板結(jié)構(gòu)散熱性能的需求也在不斷增加。
[0003]常見(jiàn)的水冷板流道形狀有平行式和串聯(lián)式、螺旋式等。但不同結(jié)構(gòu)的流道設(shè)計(jì)造成流道分流不均、流道壓差過(guò)大等問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)流道時(shí)，需要綜合考慮不同流道的優(yōu)缺點(diǎn)，在提高散熱性能的同時(shí)，對(duì)降低流道的壓降，提高水冷板的均溫性顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種新型壓管式IGBT水冷板，該水冷板采用壓管式制作工藝，結(jié)構(gòu)采用改進(jìn)型S形流道設(shè)計(jì)。本發(fā)明的一種新型壓管式IGBT水冷板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、工藝成本低、散熱效果好、均溫性好及可靠性高等特點(diǎn)。
[0005]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種新型壓管式IGBT水冷板，包括水冷板基板和改進(jìn)型S形流道，其特征在于，所述的水冷板基板材料采用鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)；所述的水冷板基板上通過(guò)CNC銑槽技術(shù)加工出S形流道槽腔；所述的改進(jìn)型S形流道嵌壓在水冷板基板槽腔中。
[0007]本發(fā)明所述的一種新型壓管式IGBT水冷板中，改進(jìn)型S形流道和槽腔之間填充微量的高導(dǎo)熱性環(huán)氧樹(shù)脂。
[0008]本發(fā)明所述的一種新型壓管式IGBT水冷板中，通過(guò)CNC表面外型加工處理將改進(jìn)型S形流道壓扁，并保證流道銅管露出平面與水冷板在同一平面。
[0009]本發(fā)明所述的一種新型壓管式IGBT水冷板中，改進(jìn)型S形流道呈螺旋S形，且為單根管路。
[0010]本發(fā)明所述的一種新型壓管式IGBT水冷板中，改進(jìn)型S形流道采用進(jìn)出流道交錯(cuò)式排列。
[0011]本發(fā)明所述的一種新型壓管式IGBT水冷板中，改進(jìn)型S形流道內(nèi)裝有彈簧片擾流
目.ο
[0012]本發(fā)明所述的一種新型壓管式IGBT水冷板中，改進(jìn)型S形流道的進(jìn)水口位于水冷板的外側(cè)；改進(jìn)型S形流道的出水口位于水冷板的內(nèi)側(cè)。
[0013]相比現(xiàn)有的技術(shù)，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為:
[0014]1.本發(fā)明提出了一種新型壓管式IGBT水冷板，水冷板的流道采用了單管改進(jìn)S形流道，通過(guò)采用熱分析軟件對(duì)水冷板進(jìn)行仿真分析，在相同的進(jìn)口流速和溫度下，相比于傳統(tǒng)U形流道水冷板、傳統(tǒng)S形流道水冷板，改進(jìn)S形流道水冷板更具有良好的散熱性能，且均溫性更好，進(jìn)出口壓差較小。
[0015]2.本發(fā)明一種新型壓管式IGBT水冷板中改進(jìn)型S形流道和槽腔之間填充微量的高導(dǎo)熱性環(huán)氧樹(shù)脂提高了水冷板的散熱性能。
[0016]3.本發(fā)明一種新型壓管式IGBT水冷板采用改進(jìn)型S形流道有利于氣泡的排除，有效減小流阻，避免拐角處的氣蝕；改進(jìn)型S形流道內(nèi)設(shè)有彈簧片擾流裝置，可實(shí)現(xiàn)充分的熱交換，從而可以帶走IGBT模塊上更多的熱量。
[0017]4.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、工藝成本低、散熱效果好、均溫性好、可靠性高、性能穩(wěn)定可廣泛應(yīng)用于大功率電子元器件的散熱裝置領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
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[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0019]圖1是本發(fā)明一種新型壓管式IGBT水冷板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一種新型壓管式IGBT水冷板分解示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明中改進(jìn)型S形流道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明中改進(jìn)型S形流道結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0023]各圖中的附圖標(biāo)記及其對(duì)應(yīng)的部件名稱如下:
[0024]其中為基板，2為改進(jìn)型S形流道，3為槽腔，4為彈簧片，5為進(jìn)水口，6為出水
□ O
【具體實(shí)施方式】
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[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0026]如圖1和圖2所示，一種新型壓管式IGBT水冷板，包括水冷板基板I和改進(jìn)型S形流道2 ;水冷板基板I材料采用鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)，水冷板基板I上通過(guò)CNC銑槽技術(shù)加工出S形流道槽腔3，改進(jìn)型S形流道2嵌壓在水冷板基板I的槽腔3中；并通過(guò)CNC表面外型加工處理將改進(jìn)型S形流道2壓扁，并保證改進(jìn)型S形流道2銅管露出平面與水冷板基板I在同一平面。
[0027]特別的，所述改進(jìn)型S形流道2和槽腔3之間填充微量的高導(dǎo)熱性環(huán)氧樹(shù)脂。
[0028]特別的，所述改進(jìn)型S形流道2呈螺旋S形，且為單根管路。
[0029]特別的，所述改進(jìn)型S形流道2采用進(jìn)出流道交錯(cuò)式排列。
[0030]特別的，所述改進(jìn)型S形流道2內(nèi)裝有彈簧片4擾流裝置。
[0031]特別的，所述改進(jìn)型S形流道2的進(jìn)水口 5位于水冷板的外側(cè)；改進(jìn)型S形流道2的出水口 6位于水冷板的內(nèi)側(cè)。
[0032]本發(fā)明提出了一種新型壓管式IGBT水冷板，水冷板的流道采用了單管改進(jìn)型S形流道2，和傳統(tǒng)U形、S形流道水冷板相比，改進(jìn)型S形流道2水冷板更具有良好的散熱性能，且均溫性更好，進(jìn)出口壓差較小。本發(fā)明采用改進(jìn)型S形流道2有利于氣泡的排除，有效減小流阻，避免拐角處的氣蝕，改進(jìn)型S形流道2內(nèi)設(shè)有彈簧片4擾流裝置，可實(shí)現(xiàn)充分的熱交換，從而可以帶走IGBT模塊上更多的熱量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、工藝成本低、散熱效果好、均溫性好、可靠性高、性能穩(wěn)定可廣泛應(yīng)用于大功率電子元器件的散熱裝置領(lǐng)域。
[0033] 根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的闡述，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于一種新型壓管式IGBT水冷板由基板(I)和改進(jìn)型S形流道(2)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于水冷板基板(I)通過(guò)CNC銑槽技術(shù)加工出S形流道槽腔(3)，改進(jìn)型S形流道(2)嵌壓在水冷板基板(I)的槽腔(3)中。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于改進(jìn)型S形流道(2)和槽腔(3)之間填充微量的高導(dǎo)熱性環(huán)氧樹(shù)脂。
4.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于改進(jìn)型S形流道(2)通過(guò)CNC表面加工處理壓扁，改進(jìn)型S形流道(2)銅管露出平面與水冷板基板(I)在同一平面。
5.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于改進(jìn)型S形流道(2)為單根管路且呈螺旋S形。
6.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于改進(jìn)型S形流道(2)采用進(jìn)出流道交錯(cuò)式排列。
7.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于改進(jìn)型S形流道(2)內(nèi)裝有彈簧片(4)擾流裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的一種新型壓管式IGBT水冷板，其特征在于改進(jìn)型S形流道(2)的進(jìn)水口(5)位于水冷板的外側(cè)，改進(jìn)型S形流道的出水口(6)位于水冷板的內(nèi)側(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型壓管式IGBT水冷板，新型壓管式IGBT水冷板上表面安裝IGBT元件、并搭配一定的電氣部件和控制電路；水冷板內(nèi)部嵌有改進(jìn)型S形流道，且改進(jìn)型S形流道通過(guò)表面加工處理使銅管露出平面與水冷板在同一平面；改進(jìn)型S形流道內(nèi)裝有彈簧片擾流裝置；改進(jìn)型S形流道的進(jìn)水口位于水冷板的外側(cè)；改進(jìn)型S形流道的出水口位于水冷板的內(nèi)側(cè)；本發(fā)明一種新型壓管式IGBT水冷板，能夠有效的避免氣泡和水路死區(qū)；改進(jìn)型S形流道采用進(jìn)出流道交錯(cuò)式排列，具有更好的散熱性能，并且均溫性更好，進(jìn)出口壓差較??；新型壓管式IGBT水冷板具有制作工藝簡(jiǎn)單、工時(shí)短、成本低、均溫性好、高效散熱特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H01L23-473
【公開(kāi)號(hào)】CN104681515
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510108537
【發(fā)明人】嚴(yán)天宏, 陳夏琨, 岳雙龍, 牛彥杰
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日