熱超導(dǎo)片式散熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種大功率電子器件散熱用散熱器，特別是涉及一種熱超導(dǎo)片式散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、二極管、晶閘管等大功率元器件的集成度越來越高，功率密度也越來越大，工作時產(chǎn)生的熱量也越來越大。為了保證功率器件的正常工作，必須及時有效地將熱量散掉。因為若不能及時快速將功率器件產(chǎn)生的熱散除，會導(dǎo)致功率器件中的芯片溫度升高，輕則造成效能降低，縮短使用壽命，重則會導(dǎo)致功率器件的失效和芯片的燒毀炸管。因此解決大功率器件散熱問題一直是困擾大功率器件封裝廠商和使用廠商的核心問題之一。
[0003]目前通用的散熱方式是強(qiáng)制風(fēng)冷散熱和液冷散熱。比如大功率SVG(靜止無功發(fā)生器)、MVD (中高壓變頻器)、UPS (不間斷電源)、PCS (功率變換器)等功率模塊的散熱采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱方式；風(fēng)電變流器、高鐵驅(qū)動變流器等功率模塊的散熱則采用液冷散熱方式。
[0004]風(fēng)冷散熱器通常為鋁合金基板上設(shè)置有多個鋁散熱片的鋁擠型散熱器、熱超導(dǎo)片散熱器、和鏟片散熱器。由于鋁和鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)在220W/m.K以內(nèi)，散熱片的翅片效率比較低，熱擴(kuò)散性能差，已不能滿足高熱流密度大功率模塊的散熱需求。
[0005]液冷散熱器通常由吸熱冷板、循環(huán)栗、儲液槽、熱交換器、連接管道和閥門等組成，系統(tǒng)復(fù)雜、體積大、價格高、有腐蝕和結(jié)垢和防凍等問題，并且系統(tǒng)中有多個連接頭，容易漏液，造成系統(tǒng)安全問題。
[0006]因此，急需開發(fā)一種既能滿足高熱流密度、大功率模塊散熱需求，又高效可靠、體積小、性價比高、可代替液冷散熱的通用性高效能散熱器。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種熱超導(dǎo)片式散熱器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)冷散熱器存在的散熱片效率低，不能滿足散熱需求的問題及液冷散熱器存在的系統(tǒng)復(fù)雜，成本高及有安全風(fēng)險等問題，以大幅提高風(fēng)冷散熱器的翅片效率和散熱能力，滿足大功率模塊的散熱需求。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種熱超導(dǎo)片式散熱器，所述熱超導(dǎo)片式散熱器包括散熱器基板及若干個插設(shè)于所述散熱器基板上的熱超導(dǎo)散熱翅片;
[0009]所述熱超導(dǎo)散熱翅片包括兩塊通過輥壓工藝復(fù)合在一起的板材，所述兩塊板材之間設(shè)有相互連通且具有一定結(jié)構(gòu)形狀的封閉管道，所述封閉管道內(nèi)填充有傳熱工質(zhì)。
[0010]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述封閉管道通過吹脹工藝形成，所述兩塊板材的表面形成有與所述封閉管道相對應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)。
[0011]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述封閉管道的形狀為六邊形蜂窩狀、縱橫交錯的網(wǎng)狀、首尾串聯(lián)的多個U形、菱形、三角形、圓環(huán)形、或其中任一種以上的任意組合。
[0012]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導(dǎo)散熱翅片為板狀相變抑制熱管或板狀脈動熱管。
[0013]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述散熱器基板上開設(shè)有溝槽，所述溝槽的側(cè)壁與所述散熱器基板的表面相垂直；所述熱超導(dǎo)散熱翅片的一端垂直插入所述溝槽內(nèi)，且所述熱超導(dǎo)散熱翅片通過機(jī)械擠壓工藝、導(dǎo)熱膠粘結(jié)工藝或釬焊焊接工藝與所述散熱器基板固定連接。
[0014]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述散熱器基板上開設(shè)有溝槽，所述溝槽的側(cè)壁相對于所述散熱器基板的表面傾斜一定的角度；所述熱超導(dǎo)散熱翅片的一端斜插入所述溝槽內(nèi)，且所述熱超導(dǎo)散熱翅片通過機(jī)械擠壓工藝、導(dǎo)熱膠粘結(jié)工藝或釬焊焊接工藝與所述散熱器基板固定連接。
[0015]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導(dǎo)散熱翅片傾斜插入所述溝槽內(nèi)后與所述散熱器基板表面形成的夾角為5°?90°。
[0016]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導(dǎo)散熱翅片及所述散熱器基板的材料為銅、銅合金、鋁或鋁合金或任一種以上的任意組合。
[0017]作為本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述散熱器基板內(nèi)埋設(shè)有燒結(jié)芯熱管。
[0018]如上所述，本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器，具有以下有益效果:
[0019]1.采用熱超導(dǎo)散熱翅片代替現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)散熱片，使得本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器導(dǎo)熱快、翅片效率高(高達(dá)90%以上)、翅片效率幾乎不隨散熱片的高度而變化、散熱片高度不受限制；
[0020]2.熱超導(dǎo)散熱翅片相較于散熱器基板傾斜一定的角度，可以大大降低重力對其散熱效果的影響，進(jìn)而使得散熱效果達(dá)到最佳；
[0021]3.在散熱器基板內(nèi)埋設(shè)燒結(jié)芯熱管，可以使得功率芯片產(chǎn)生的熱量快速擴(kuò)散至散熱器基板的其他位置，使得散熱器基板上熱分布比較均勻，有效地提高了散熱器的散熱效率;
[0022]4.本實用新型的熱超導(dǎo)片式散熱器制造方便靈活，成本低，散熱能力大，重量輕、體積小，可替代熱管散熱器和部分水冷散熱器，尤其適合大功率高熱流密度的電子器件散熱需求，具有廣闊的市場前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價值。
【附圖說明】
[0023]圖1顯示為本實用新型實施例一中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2顯示為本實用新型實施例一中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3顯示為本實用新型實施例一中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器中的熱超導(dǎo)散熱翅片的管道部分局部截面放大圖。
[0026]圖4顯示為本實用新型實施例一中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器中的內(nèi)部封閉通道的形狀為六邊形蜂窩狀的熱超導(dǎo)散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5顯示為本實用新型實施例一中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器中的內(nèi)部封閉通道的形狀為縱橫交錯的網(wǎng)狀的熱超導(dǎo)散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6顯示為本實用新型實施例一中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器中的內(nèi)部封閉通道的形狀為首尾串聯(lián)的多個U形的熱超導(dǎo)散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖7顯示為本實用新型實施例二中提供的熱超導(dǎo)片式散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]元件標(biāo)號說明
[0031]1熱超導(dǎo)散熱翅片
[0032]11 板材
[0033]12封閉管道
[0034]13凸起結(jié)構(gòu)
[0035]14傳熱工質(zhì)
[0036]15非管道部分
[0037]2散熱器基板
[0038]3功率器件
[0039]α熱超導(dǎo)散熱翅片與散熱器基板表面的夾角
【具體實施方式】
[0040]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0041]請參閱圖1至圖7需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0042]實施例一
[0043]請參閱圖1至圖6，本實用新型提供一種熱超導(dǎo)片式散熱器，所述熱超導(dǎo)片式散熱器包括散熱器基板2及若干個插設(shè)于所述散熱器基板2上的熱超導(dǎo)散熱翅片1 ;所述熱超導(dǎo)散熱翅片1包括兩塊通過輥壓工藝復(fù)合在一起的板材11，所述兩塊板材11之間設(shè)有相互連通且具有一定結(jié)構(gòu)形狀的封閉管道12，所述封閉管道12內(nèi)填充有傳熱工質(zhì)14。
[0044]作為示例，所述散熱器基板2上開設(shè)有溝槽(未示出)，所述溝槽的側(cè)壁與所述散熱器基板2的表面相垂直；所述熱超導(dǎo)散熱翅片1的一端垂直插入所述溝槽內(nèi)，且所述熱超導(dǎo)散熱翅片1通過機(jī)械擠壓工藝、導(dǎo)熱膠粘結(jié)工藝或釬焊焊接工藝與所述散熱器基板2固定連接。
[0045]作為示例，所述兩塊板材11之間的所述封閉管道12通過吹脹工藝形成，且在形成所述封閉管道12的同時，在所述兩塊板材11的表面形成有與所述封閉管道12相對應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)13。
[0046]作為示例，所述傳熱工質(zhì)14為流體，優(yōu)選地，所述傳熱工質(zhì)14為氣體或液體或氣體與液體的混合物，更為優(yōu)選地，本實施例中，所述傳熱工質(zhì)14為液體與氣體的混合物。
[0047]作為示例，所述熱超導(dǎo)散熱翅片1可以為板狀相變抑制熱管或板狀脈動熱管。
[0048]通過采用所述熱超導(dǎo)散熱翅片1替代現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)散熱片，使得所述熱超導(dǎo)片式散熱器具有更快的導(dǎo)熱速率、更高的翅片效率、散熱片的翅片效率不受散熱片的高度影響，大大提高了散熱器的散熱能力。
[0049]作為示例，如圖4所示，所述封閉管道12的形狀可以為六邊形蜂窩狀，圖4中六邊形部分為非管道部分15