[发明专利]液冷式散热装置及其加工方法

说明书

本发明公开了一种液冷式散热装置及其加工方法，包括盖板和基板，盖板和基板之间开设有导流槽，盖板和基板之间还设置有上钎焊板、若干个翅片和下钎焊板，上钎焊板设置在翅片的上表面，下钎焊板设置在翅片的下表面，盖板通过上钎焊板、下钎焊板与翅片和基板焊接成一体，翅片上开设有若干用于供冷却液体流通并使冷却液体产生扰流的沟槽，沟槽与导流槽连通，盖板上开设有液体通道入口和液体通道出口，且在其外表面对应位置分别设置入口嘴和出口嘴，液体通道入口、液体通道出口、沟槽和所述导流槽连通，形成供冷却液体流通的通道。本发明通过设计用于供冷却液体流通的导流槽，有效增强散热面积及涡流效应，降低散热能耗，大幅提升散热效率。

技术领域

本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及一种适用于大功率IGBT半导体及电力电子功率器件的液冷式散热装置及其加工方法。

背景技术

现代电力电子设备对可靠性要求、性能指标、功率密度等要求进一步提高，电力电子设备的热设计也越来越重要。IGBT器件是轨道交通、新能源电力电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性、安全性以及使用寿命，IGBT器件的散热是至关重要的。

当前IGBT元器件在工作时会产生导通以及开关损耗，因此需要安装冷却设备进行散热，以降低功率器件的结温，确保IGBT元器件在允许温度下正常、可靠运行。目前IGBT器件的冷却方式主要有风冷、液冷和热管等，随着器件性能要求和功率密度的进一步提高，对散热要求也越来越严苛。从可靠性考虑，一般选用散热效率高的液冷散热器对功率器件进行冷却，由于小流量大功耗成为一种趋势，而常规的直槽道结构难以实现高功率密度冷却要求，需要采用强化散热技术。

传统的液冷散热器是通过在液冷基板上开直槽，再将液冷盖板与基板固定在一起，在盖板面安装电子器件。可见现有液冷板流道简单，水在单层同一平面上冷却，散热性能低、安全性风险高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种液冷式散热装置，解决了轨道交通、新能源、电网、电力电子设备现有技术液冷系统无法适应现有电力电子设备中IGBT元件功率增加发热的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种液冷式散热装置，包括盖板和基板，盖板和基板之间开设有用于供冷却液体流通的导流槽，所述盖板和基板之间还设置有上钎焊板、若干个翅片和下钎焊板，上钎焊板设置在所述翅片的上表面，所述下钎焊板设置在所述翅片的下表面，盖板通过所述上钎焊板、下钎焊板与所述翅片和基板焊接成一体，所述翅片上开设有若干用于供所述冷却液体流通并使冷却液体产生扰流的沟槽，沟槽与所述导流槽连通，所述盖板上开设有液体通道入口和液体通道出口，且在其外表面对应位置分别设置入口嘴和出口嘴，所述液体通道入口、所述液体通道出口、所述沟槽和所述导流槽连通，形成供所述冷却液体流通的通道。

进一步地，所述沟槽相互交叉、彼此连通，使所述冷却液体流过所述翅片时沿S型路线流动，而不是沿直线流动。

进一步地，所述翅片上固定有多个错位排列的凸起，相邻所述凸起之间的间隙形成所述沟槽。

进一步地，所述盖板贴合在所述凸起上与所述沟槽形成供所述冷却液体流通的通道。

进一步地，所述凸起为菱形、平行四边形中的一种或多种，并且所述凸起的边角做倒角处理或不做倒角处理。

进一步地，所述翅片的数目根据散热需要增加或减少。

进一步地，所述基板上开设有凹槽，所述翅片固定安装在所述凹槽内。

进一步地，所述翅片采用锯片铣刀交叉加工或开模成型，相对所述盖板和基板独立加工。

进一步地，所述上钎焊板有一块，其形状和尺寸与所述盖板和基板相同，用于将所述盖板和基板焊接在一起，并形成密闭空间；所述下钎焊板有四个，其形状和尺寸与翅片相同。