[實(shí)用新型]一種基于液流槽串聯(lián)的IGBT模塊液冷板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720810885.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN207021256U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東方;周吉勇
• 申請(qǐng)（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(hào): H01L23/473
• 分類號(hào): H01L23/473
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44268
• 代理人: 劉文求

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型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。

背景技術(shù)

隨著電子器件封裝的熱流密度越來(lái)越大，單一通道的冷板結(jié)構(gòu)很難滿足其散熱要求，對(duì)于中尺度的冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多通道冷板結(jié)構(gòu)越來(lái)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(duì)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(shí)際工作過(guò)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(guò)熱失效，IGBT模塊內(nèi)部的熱量及時(shí)的散出是當(dāng)前解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。由于冷板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(kuò)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)為S型，通常只針對(duì)特定的IGBT模塊數(shù)進(jìn)行冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)流道存在以下缺點(diǎn)：（1）S型串聯(lián)的單通道或多通道結(jié)構(gòu)中，進(jìn)出口壓力沿程損失較大，會(huì)引起較大的壓降，因此對(duì)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(duì)于進(jìn)出口流道過(guò)長(zhǎng)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(duì)一定數(shù)量的IGBT模塊設(shè)計(jì)，當(dāng)模塊數(shù)量增加或減少，需要再重新設(shè)計(jì)冷板結(jié)構(gòu)，沒(méi)有很好的通用性。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)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，旨在通過(guò)所述IGBT液冷板使每個(gè)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(jìn)出口壓降控制在合理范圍內(nèi)，散熱功率高，對(duì)于其它數(shù)目的IGBT模塊冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很好的通用性，使整個(gè)流道結(jié)構(gòu)加工方便，整體密封性好。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)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(duì)所述IGBT模塊進(jìn)行冷卻的多個(gè)液流槽；

每個(gè)所述液流槽之間通過(guò)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(jìn)液流道及出液流道；

所述液流槽中部設(shè)置有多個(gè)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(gè)局部擾流結(jié)構(gòu)；

所述基板上方設(shè)置有一用于對(duì)IGBT模塊進(jìn)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(jìn)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(jìn)液流道與所述出液流道設(shè)置為對(duì)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(gè)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(gè)通道。

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，所述液流槽在放置所述IGBT模塊的進(jìn)口部位設(shè)置一用于調(diào)節(jié)IGBT模塊之間流量分布不均勻、并增加液冷板表面均溫性的倒角。

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IGBT模塊中的芯片分布在中間多通道區(qū)域的正上方；所述液流槽一端設(shè)置有若干個(gè)導(dǎo)流片，所述導(dǎo)流片用于控制冷卻液集中在發(fā)熱芯片正下方的多通道區(qū)域來(lái)增大換熱效率。

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，所述導(dǎo)流片數(shù)量為6個(gè)，所述導(dǎo)流片的間距相同且與多通道中直翅片的間距相等。

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，在所述IGBT模塊的芯片布置區(qū)域設(shè)置的局部擾流結(jié)構(gòu)的形狀包括：圓形結(jié)構(gòu)、方形結(jié)構(gòu)或者菱形結(jié)構(gòu)，所述局部擾流結(jié)構(gòu)以增加基板對(duì)流動(dòng)于液流槽內(nèi)流體的擾流性能。

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，所述基板和蓋板之間通過(guò)螺釘進(jìn)行連接。

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，所述基板和蓋板采用高導(dǎo)熱系數(shù)的鋁板、銅鋁復(fù)合板或鋁合金型材加工而成。