[发明专利]具有相变蓄热功能的热超导翅片散热器

说明书

本发明提供一种具有相变蓄热功能的热超导翅片散热器，包括：基板，所述基板包括主体部，所述主体部具有相对的第一表面及第二表面，所述主体部的第一表面形成有凹槽；盖板，覆盖于所述凹槽上，并将所述凹槽密封；相变蓄热结构，填充于所述凹槽内；热超导板翅片，一端插设于位于所述凹槽底部的所述基板内，另一端穿过所述盖板延伸至所述盖板的上方。本发明的相变蓄热结构可吸收和存储功率器件短期过载或波动产生的瞬时大量热量，保持散热器和功率器件温度的稳定；本发明的热超导板翅片具有散热效率高、热阻小及不受低温限制等优点。

技术领域

本发明属于传热技术领域，特别是涉及一种具有相变蓄热功能的热超导翅片散热器。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，模块化、集成化、轻量化、低成本化和高可靠性的要求越来越高，因此在太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、充电桩、功率变换器(PCS)、有源电力滤波器(APF)、静态无功补偿器(SVG)、变频器等电力设备上普遍采用MosFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、Diode(二极管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件。由于这些功率元器件的集成度越来越高，功率密度也越来越大，在工作时自身产生的热量也越来越大，若不能及时快速将功率器件产生的热散除，会导致功率器件中的芯片温度升高，轻则造成效能降低，缩短使用寿命，重则会导致功率器件的失效和芯片的烧毁炸管。因此解决大功率器件散热问题一直是困扰大功率器件封装厂商和使用厂商的核心问题之一。

为了有效解决功率器件的散热问题，通常将功率元器件固定在散热器的基板上，通过基板将热量传导至散热器的散热翅片上，散热翅片与空气接触面积大，通过空气的流动进行对流换热，将热量散发到周围环境中。

目前普遍采用自然对流或强制对流的铝型材散热器，包括铝插片式散热器、铝铲片式散热器、铝挤型散热器和铝焊接翅片式。由于铝和铝合金的导热系数在220W/m.K以内，散热片的翅片效率比较低，热扩散性能差，因此散热翅片受成本和重量限制，翅片厚度为0.8mm-2.0mm，翅片高度在90mm以内，散热器基板与散热翅片长度一致，且功率器件要均布在散热器基板上，以减小基板扩散热阻，提高散热器的散热能力。因此散热器体积较大，重量较重。随着大功率器件性能的提升，其单个器件热流密度的增加，以及对体积小和重量轻的要求的提高，常规铝散热器已不能满足高热流密度大功率模块的散热需求。

然而，上述散热器用于功率器件散热时，由于散热效果不好，当功率器件短期过载或波动产生瞬时大量热量时，热量不能及时散发出去，使得散热器及功率器件的温度极速升高，从而影响功率器件的性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有相变蓄热功能的热超导翅片散热器，用于解决现有技术中的现有散热器对功率器件进行散热时存在的诸多问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供一种具有相变蓄热功能的热超导翅片散热器，所述具有相变蓄热功能的热超导翅片散热器包括：

基板，所述基板包括主体部，所述主体部具有相对的第一表面及第二表面，所述主体部的第一表面形成有凹槽；

盖板，覆盖于所述凹槽上，并将所述凹槽密封；

相变蓄热结构，填充于所述凹槽内；

热超导板翅片，一端插设于位于所述凹槽底部的所述基板内，另一端穿过所述盖板延伸至所述盖板的上方。

作为本发明的一种优选方案，所述热超导板翅片为复合板式结构，所述热超导板翅片呈双面平形态。

作为本发明的一种优选方案，所述相变蓄热结构为相变蓄热材料。

作为本发明的一种优选方案，所述相变蓄热材料为石蜡类相变蓄热材料或盐水化合物类相变蓄热材料。

作为本发明的一种优选方案，所述热超导板翅片为复合板式结构，所述热超导板翅片呈双面胀形态或单面胀形态。