[發(fā)明專利]一種基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710545775.0
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107248507B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東方;周吉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東文軒熱能科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉文求

本發(fā)明公開了一種基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板及其制造方法，所述IGBT模塊液冷板包括：基板；所述基板上端串聯(lián)設(shè)置有供冷卻液流通的多個液流槽；所述液流槽兩端分別連通設(shè)置有一進液流道及出液流道；所述液流槽中部設(shè)置有多個間距相同且平行的直翅片，連接所述出液流道的液流槽在所述IGBT模塊的芯片布置區(qū)域設(shè)置有若干個局部擾流結(jié)構(gòu)；所述基板上方設(shè)置有一用于對IGBT模塊進行密封的密封圈；所述基板上方設(shè)置有一將所述基板和密封圈進行蓋合的蓋板。本發(fā)明通過所述IGBT模塊液冷板使每個IGBT模塊下面的通道流量分布均勻，液冷板表面具有良好的均溫性，進出口壓降控制在合理范圍內(nèi)，散熱功率高，整體密封性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子器件散熱技術(shù)，尤其涉及的是一種基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著電子器件封裝的熱流密度越來越大，單一通道的冷板結(jié)構(gòu)很難滿足其散熱要求，對于中尺度的冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計，多通道冷板結(jié)構(gòu)越來越受研究者的青睞。隨著新能源行業(yè)的發(fā)展，IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管或者大功率開關(guān)器件）作為大功率的開關(guān)器件逐漸得到廣泛的使用，IGBT模塊主要是對一系列芯片的封裝，內(nèi)部的芯片為IGBT芯片和二極管芯片，在實際工作過程中經(jīng)常伴有高的熱流密度，因此IGBT模塊的失效主要是過熱失效，IGBT模塊內(nèi)部的熱量及時的散出是當前解決的關(guān)鍵性問題。由于冷板結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，熱載荷范圍廣，但隨著芯片的熱流密度不斷擴大，單一通道冷板結(jié)構(gòu)不再滿足其散熱要求。

傳統(tǒng)的IGBT模塊冷板結(jié)構(gòu)多為串聯(lián)S型單通道冷板結(jié)構(gòu)或多通道冷板結(jié)構(gòu)，即流道的主要拓撲結(jié)構(gòu)為S型，通常只針對特定的IGBT模塊數(shù)進行冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計。傳統(tǒng)流道存在以下缺點：（1）S型串聯(lián)的單通道或多通道結(jié)構(gòu)中，進出口壓力沿程損失較大，會引起較大的壓降，因此對液冷系統(tǒng)循環(huán)泵的功率要求高，所需要的成本相應(yīng)增大（2）傳統(tǒng)冷板結(jié)構(gòu)對于進出口流道過長的情況容易引起冷板表面較大的溫差，容易導(dǎo)致熱應(yīng)力分布不均而失效；（3）傳統(tǒng)冷板結(jié)構(gòu)只是針對一定數(shù)量的IGBT模塊設(shè)計，當模塊數(shù)量增加或減少，需要再重新設(shè)計冷板結(jié)構(gòu)，沒有很好的通用性。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板及其制造方法，旨在通過所述IGBT液冷板使每個IGBT模塊下面的通道流量分布均勻，液冷板表面具有良好的均溫性，進出口壓降控制在合理范圍內(nèi)，散熱功率高，對于其它數(shù)目的IGBT模塊冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計有很好的通用性，使整個流道結(jié)構(gòu)加工方便，整體密封性好。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板，其中，所述IGBT模塊液冷板包括：

設(shè)置于IGBT模塊下端面的基板；

所述基板上端串聯(lián)設(shè)置有供冷卻液流通對所述IGBT模塊進行冷卻的多個液流槽；

每個所述液流槽之間通過一中間液流道連接；

所述液流槽兩端分別連通設(shè)置有一進液流道及出液流道；

所述液流槽中部設(shè)置有多個相互平行的直翅片，連接所述出液流道的液流槽在所述IGBT模塊的芯片布置區(qū)域設(shè)置有若干個局部擾流結(jié)構(gòu)；

所述基板上方設(shè)置有一用于對IGBT模塊進行密封的密封圈；

所述基板上方設(shè)置有一將所述基板和密封圈進行蓋合的蓋板。

優(yōu)選方案中，所述的基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板，其中，所述進液流道與所述出液流道設(shè)置為對稱結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選方案中，所述的基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板，其中，所述液流槽中部設(shè)置的多個直翅片間距相同，所述直翅片用于將流經(jīng)所述液流槽的冷卻液分為多個通道。