[發明專利]毛細相變冷卻器及其安裝方法

有效

• 申請號: 201710054411.2
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106793712B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 王偉;呂松浩;李雪
• 申請（專利權）人: 廣東西江數據科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H01L23/367;H01L23/427;G06F1/20
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 秦冉冉

本發明涉及一種毛細相變冷卻器，用于功率器件的散熱，包括冷卻器本體和毛細吸液層；所述冷卻器本體具有冷卻腔體和散熱口，所述冷卻腔體的底部為用于盛放冷卻液的積液部；所述散熱口用于與所述功率器件的散熱壁相配合密封；所述毛細吸液層用于設置在散熱口位置并緊貼到所述散熱壁上，所述毛細吸液層的一端用于伸入所述積液部。上述毛細相變冷卻器，通過將毛細吸液層直接設于功率器件的散熱壁上，使功率器件的散熱壁的表面溫度相同，提高散熱效率。

技術領域

本發明涉及功率器件的冷卻技術領域，特別是涉及一種毛細相變冷卻器及其安裝方法。

背景技術

隨著電子電力技術的飛躍發展，各種交流電機、變頻器、開光電源及照明裝置等整機裝置逐漸向大功率、緊湊化、輕量化及數控化方向發展。在這些整機裝置中，大功率的半導體器件例如IGBT、可控硅，整流橋等，是構成電控回路的重要元件。在實際工作中，高度集成的大功率器件產生的熱量會使芯片溫度升高，如果散熱緩慢，就有可能使芯片溫度升高到超過所允許的最高結溫，器件的性能將顯著下降，并且不能穩定工作，甚至可能會直接燒壞。因此，控制大功率器件的升溫速度，使芯片內部溫度始終維持在允許的結溫之內，保證機器穩定運行，成為大功率器件技術領域研究的重點和難題。

傳統的大功率器件的散熱普遍采用風冷散熱模式，由于空氣的比熱容較小，通過空氣帶走的熱量相對較小，對于發熱量較小的元器件可以滿足散熱需求，但是面對結構日益緊湊、功率日益增大的大功率器件，傳統的散熱方式已經無法滿足散熱需求。

針對大功率器件的散熱問題，目前普遍采用將大功率器件直接貼附在液冷散熱器的冷卻板的表面通過水冷散熱，由于大功率器件的發熱面與液冷散熱器之間仍然存在間隙，接觸熱阻較大，影響液體冷卻的效果。

發明內容

基于此，有必要提供一種提高冷卻效果的毛細相變冷卻器及其安裝方法。

一種毛細相變冷卻器，用于功率器件的散熱，包括冷卻器本體和毛細吸液層；

所述冷卻器本體具有冷卻腔體和與所述冷卻腔體相連通的散熱口；所述冷卻腔體的底部為用于盛放冷卻液的積液部；在所述冷卻器本體上，至少圍繞所述散熱口的周邊部分用于與所述功率器件的散熱壁密封配合；

所述毛細吸液層用于設置在所述散熱口位置并緊貼到所述散熱壁上，且所述毛細吸液層的一端用于伸入所述積液部中。

在其中一個實施例中，所述散熱口設于所述冷卻器本體的一側壁上，且位于所述積液部的上方。

在其中一個實施例中，所述毛細吸液層的一端通過彎折后伸入所述積液部中。

在其中一個實施例中，所述毛細吸液層為無紡布吸液層、銅網吸液層或燒結銅粉吸液層。

在其中一個實施例中，所述毛細吸液層的厚度為0.1-2cm。

在其中一個實施例中，所述毛細相變冷卻器還包括絕緣密封膠層，所述絕緣密封膠層至少設置在圍繞所述散熱口的周邊部分；當所述功率器件與所述冷卻器本體的散熱口配合時，所述冷卻器本體與所述功率器件通過所述絕緣密封膠層密封連接。

在其中一個實施例中，所述毛細相變冷卻器還包括散熱結構，所述散熱結構的冷凝通道與所述冷卻腔體相連通，用于供揮發后的所述冷卻液冷凝回流至所述冷卻腔體中。

在其中一個實施例中，所述散熱結構設于所述冷卻器本體上，且位于所述冷卻腔體的頂端。

在其中一個實施例中，所述散熱結構為風冷散熱器、水冷換熱器或翅片式自然對流散熱器。

上述毛細相變冷卻器的安裝方法，包括如下步驟：

(1)將冷卻液置于冷卻器本體的冷卻腔體內，并集中在積液部；

(2)將毛細吸液層設于功率器件的散熱壁上，并使所述毛細吸液層的一端能夠伸入所述積液部并接觸所述冷卻液；