[发明专利]一种IGBT嵌入式微通道液冷结构

说明书

本发明公开了一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，包括：覆铜陶瓷板的上覆铜层上设置有若干个芯片组件，下覆铜层相对于若干个芯片组件设置有若干个嵌入式微通道；基板上相对于嵌入式微通道流动方向垂直设置有若干个通道进水孔和若干个通道出水孔，且若干个通道进水孔连通设置有液体工质进口的进液流道，若干个通道出水孔连通设置有液体工质出口的出液流道。本发明通过在覆铜陶瓷板的下覆铜层中设置嵌入式微通道，使冷却液近距离接触芯片组件，减少了热源与冷却介质之间的热量传递路径，提高了冷却效率，且通过流道以及流道内的圆柱支撑柱设置，对冷却液进行导流，使各覆铜陶瓷板的散热更均衡、适应性更广。

技术领域

本发明涉及电子器件散热技术领域，具体涉及一种IGBT嵌入式微通道液冷结构。

背景技术

IGBT模块作为常见的功率半导体器件，具有开关速度快，通态电压低，承受电流大等特点，可以通过小输入电压控制大输出电流，广泛用于航天航空、轨道交通和新能源等领域。随着IGBT模块的高集成化和大功率化，其功率密度不断增大，热量聚集会引发芯片失效，焊层分离等问题。因此，需要对IGBT模块进行散热，保证半导体功率器件工作时的可靠性和安全性。

现有的IGBT散热方式有风冷、液冷和热管冷却，其中，风冷散热冷却效率低且会产生噪音，热管散热需要冷却设备配套使用，液冷是IGBT模块应用最广泛的散热方式。

目前，行业里IGBT模块的液冷方式大多使用液冷板散热，即IGBT模块中的金属基板与液冷板通过导热硅脂贴合或金属基板底面直接加工散热针肋，形成直接冷却，还可通过双面贴合液冷板或双面pin-fin结构来实现双面液冷，进而提高散热效率。但以上冷却方式中，芯片热量传递到冷却工质时仍需要至少通过焊料层、覆铜陶瓷层、金属基板层等，热量传递路径较长，芯片与冷却工质间存在的多层热阻层使得IGBT模块的液冷换热效果有限，并不能够达到快速散热降温的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，以解决上述背景技术中提出的IGBT模块散热路径过长，不能够快速对IGBT模块散热的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，包括：

覆铜陶瓷板，由上下设置的上覆铜层、陶瓷基片和下覆铜层组成，上覆铜层上设置有若干个芯片组件，下覆铜层相对于若干个IGBT芯片组件设置有若干个嵌入式微通道；

以及设置于覆铜陶瓷板下方的基板，基板上相对于嵌入式微通道流动方向垂直设置有若干个通道进水孔和若干个通道出水孔，且若干个通道进水孔连通设置有液体工质进口的进液流道，进液流道设置液体工质进口一端向另一端逐渐变窄；若干个通道出水孔连通设置有液体工质出口的出液流道，出液流道设置液体工质出口一端向另一端逐渐变窄；且进液流道和出液流道内均设置有圆柱支撑柱，圆柱支撑柱的间距随进液流道或出液流道的宽度同步变化。

作为一种优选方案，所述进液流道和出液流道内均设置有加强筋，加强筋设置于液体工质进口和液体工质出口处。

作为一种优选方案，所述进液流道设置有与若干个通道进水孔相连通的入口段，所述出液流道设置有与若干个通道出水孔相连通的出口段，入口段与进液流道连接处、以及出口段与出液流道连接处均设置为圆角。

作为一种优选方案，所述圆柱支撑柱设置于入口段和出口段处。

作为一种优选方案，所述入口段在冷却液流进方向上扩大，所述出口段在冷却液流出方向上扩大。

作为一种优选方案，所述进液流道和出液流道形状结构相同，且呈中心对称设置。

作为一种优选方案，所述基板由基板上板和基板下板盖合而成，其中，液体工质进口、液体工质出口、通道进水孔和通道出水孔设于基板上板上，进液流道和出液流道设置于基板下板上。