[實用新型]一種功率半導體器件的散熱結構

有效

• 申請號: 201520348658.1
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN204741015U
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 牛利剛;王志超
• 申請（專利權）人: 中山大洋電機股份有限公司;大洋電機新動力科技有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473
• 代理公司: 中山市漢通知識產權代理事務所(普通合伙) 44255
• 代理人: 古冠開

技術領域：

本實用新型涉及一種功率半導體器件的散熱結構，屬于電動汽車技術領域。

背景技術：

節能減排、低碳發展是世界性的問題，各國都已意識到環境要與發展相平衡。我國已制定節能減排低碳發展行動方案，專家認為，新能源、節能減排的發展離不開半導體技術和半導體功率單元的支持。

當前半導體功率單元行業迅猛發展，功率密度不斷提高，散熱往往與性能及可靠性密切相關。半導體功率單元的底板一般通過導熱硅脂直接安裝在散熱器表面，這種散熱方式熱阻較大、效率較低，無法應用于更高功率密度的半導體功率單元；對于高功率密度的半導體功率單元，目前市場上流行在所述半導體功率單元底板下方加工pin?fin(交叉分布的圓柱陣列)結構來增強散熱效果，但此方式需要借助散熱器結構的合理設計，否則無法保證流場的均勻性，無法保證散熱效果的均勻性，而且采用pin?fin結構的散熱方式時，隨著流體散熱溫度升高，流道后端的半導體功率單元散熱效果較差，無法保證前后散熱效果一致。

發明內容：

本實用新型的目的是提供一種功率半導體器件的散熱結構，適合用于更高功率密度、熱源較分散的功率單元，具有各功率單元獨立散熱、流量分布均勻等特點。

本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的。

一種功率半導體器件的散熱結構，包括散熱器主體、底板和若干功率單元，在散熱器主體的頂面上設置有敞開的腔室，底板安裝在散熱器主體的頂面上并且密封著所述的腔室，若干功率單元分別間隔排列地安裝在散熱器主體或者底板上，在腔室相對的兩側、散熱器主體上設置有進水主流道和出水主流道，進水主流道、出水主流道均與腔室連通，在腔室里面設置有若干隔板，在隔板之間形成若干并列的分流道，通過若干并列的分流道把進水主流道與出水主流道連通在一起，在進水主流道里面安裝有螺旋狀的擾流器。

上述進水主流道的進水口與出水主流道的出水口分別位于散熱器主體相對的兩側。

上述分流道的形狀呈“S”形。

上述若干功率單元通過焊接均勻排布在底板的頂面上，隔板是從底板的底面上往下伸出的，隔板伸入到所述的腔室里面。

上述分流道的數量與功率單元的數量相等，在每個功率單元下方、底板的底面上設置有1個分流道。

上述在分流道內部設置有交叉分布的圓柱。

上述進水主流道與腔室相交形成進水狹縫，進水主流道通過進水狹縫與腔室連通，出水主流道與腔室相交形成出水狹縫，出水主流道通過出水狹縫與腔室連通。

上述腔室為敞開式的方形結構，進水主流道與出水主流道的截面均呈圓形，進水狹縫與出水狹縫均沿腔室的長度方向延伸。

上述擾流器的長度與進水狹縫的長度相當。

本實用新型與現有技術相比，具有如下效果：

1)冷卻介質通過進水口后進入進水主流道，通過螺旋狀的擾流器后進入側方并列的腔室，經過腔室并列的分流道后的冷卻介質在出水主流道匯合，最后從出水口流出，流經并列冷卻結構的冷卻介質不受其它熱源影響，同時，在進水主流道中增加了螺旋狀的擾流器，使各分流道流量盡可能一致，保證了散熱的均勻性、提高了散熱效率。

2)靠近進水口的分流道雖然冷卻介質的進入速度相對較快，但是由于該靠近進水口的分流道遠離出水口而流出速度相對較慢，同樣的遠離進水口的分流道雖然冷卻介質的進入速度相對較慢，但是由于該遠離進水口的分流道靠近出水口而流出速度相對較快，因此能很好的平衡各分流道中冷卻介質的流量，保證散熱的均勻性，避免后端功率單元的散熱受前端功率單元的影響。

3)分流道的形狀呈“S”形，冷卻介質能帶走更多的熱量，提高散熱效率。

4)分流道的數量與功率單元的數量相等，在每個功率單元下方、底板的底面上設置有1個分流道，各功率單元獨立散熱，保證每個功率單元的散熱不會受到影響。

5)在分流道內部設置有交叉分布的圓柱，可以有效增加散熱效果。

6)進水主流道與腔室相交形成進水狹縫，進水主流道通過進水狹縫與腔室連通，出水主流道與腔室相交形成出水狹縫，出水主流道通過出水狹縫與腔室連通，避免了腔室前后出現明顯壓力差，保證冷卻介質均勻、穩定的流動和散熱。

附圖說明：

圖1是本實用新型的立體圖；

圖2是本實用新型散熱器主體的立體圖；

圖3是本實用新型底板的立體圖；

圖4是本實用新型的一個結構剖視圖；

圖5是本實用新型的另一個結構剖視圖。

具體實施方式：