[發(fā)明專利]具有相變蓄熱功能的熱超導(dǎo)翅片散熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810093775.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN108336048B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仝愛星;唐必洪;曾巧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江嘉熙科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/427
• 分類號(hào): H01L23/427;H01L23/367
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供一種具有相變蓄熱功能的熱超導(dǎo)翅片散熱器，包括：基板，所述基板包括主體部，所述主體部具有相對(duì)的第一表面及第二表面，所述主體部的第一表面形成有凹槽；蓋板，覆蓋于所述凹槽上，并將所述凹槽密封；相變蓄熱結(jié)構(gòu)，填充于所述凹槽內(nèi)；熱超導(dǎo)板翅片，一端插設(shè)于位于所述凹槽底部的所述基板內(nèi)，另一端穿過所述蓋板延伸至所述蓋板的上方。本發(fā)明的相變蓄熱結(jié)構(gòu)可吸收和存儲(chǔ)功率器件短期過載或波動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)大量熱量，保持散熱器和功率器件溫度的穩(wěn)定；本發(fā)明的熱超導(dǎo)板翅片具有散熱效率高、熱阻小及不受低溫限制等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有相變蓄熱功能的熱超導(dǎo)翅片散熱器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，模塊化、集成化、輕量化、低成本化和高可靠性的要求越來(lái)越高，因此在太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源(UPS)、充電樁、功率變換器(PCS)、有源電力濾波器(APF)、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器(SVG)、變頻器等電力設(shè)備上普遍采用MosFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、Diode(二極管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等功率器件。由于這些功率元器件的集成度越來(lái)越高，功率密度也越來(lái)越大，在工作時(shí)自身產(chǎn)生的熱量也越來(lái)越大，若不能及時(shí)快速將功率器件產(chǎn)生的熱散除，會(huì)導(dǎo)致功率器件中的芯片溫度升高，輕則造成效能降低，縮短使用壽命，重則會(huì)導(dǎo)致功率器件的失效和芯片的燒毀炸管。因此解決大功率器件散熱問題一直是困擾大功率器件封裝廠商和使用廠商的核心問題之一。

為了有效解決功率器件的散熱問題，通常將功率元器件固定在散熱器的基板上，通過基板將熱量傳導(dǎo)至散熱器的散熱翅片上，散熱翅片與空氣接觸面積大，通過空氣的流動(dòng)進(jìn)行對(duì)流換熱，將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。

目前普遍采用自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流的鋁型材散熱器，包括鋁插片式散熱器、鋁鏟片式散熱器、鋁擠型散熱器和鋁焊接翅片式。由于鋁和鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)在220W/m.K以內(nèi)，散熱片的翅片效率比較低，熱擴(kuò)散性能差，因此散熱翅片受成本和重量限制，翅片厚度為0.8mm-2.0mm，翅片高度在90mm以內(nèi)，散熱器基板與散熱翅片長(zhǎng)度一致，且功率器件要均布在散熱器基板上，以減小基板擴(kuò)散熱阻，提高散熱器的散熱能力。因此散熱器體積較大，重量較重。隨著大功率器件性能的提升，其單個(gè)器件熱流密度的增加，以及對(duì)體積小和重量輕的要求的提高，常規(guī)鋁散熱器已不能滿足高熱流密度大功率模塊的散熱需求。

然而，上述散熱器用于功率器件散熱時(shí)，由于散熱效果不好，當(dāng)功率器件短期過載或波動(dòng)產(chǎn)生瞬時(shí)大量熱量時(shí)，熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，使得散熱器及功率器件的溫度極速升高，從而影響功率器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有相變蓄熱功能的熱超導(dǎo)翅片散熱器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的現(xiàn)有散熱器對(duì)功率器件進(jìn)行散熱時(shí)存在的諸多問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種具有相變蓄熱功能的熱超導(dǎo)翅片散熱器，所述具有相變蓄熱功能的熱超導(dǎo)翅片散熱器包括：

基板，所述基板包括主體部，所述主體部具有相對(duì)的第一表面及第二表面，所述主體部的第一表面形成有凹槽；

蓋板，覆蓋于所述凹槽上，并將所述凹槽密封；

相變蓄熱結(jié)構(gòu)，填充于所述凹槽內(nèi)；

熱超導(dǎo)板翅片，一端插設(shè)于位于所述凹槽底部的所述基板內(nèi)，另一端穿過所述蓋板延伸至所述蓋板的上方。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述熱超導(dǎo)板翅片為復(fù)合板式結(jié)構(gòu)，所述熱超導(dǎo)板翅片呈雙面平形態(tài)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述相變蓄熱結(jié)構(gòu)為相變蓄熱材料。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述相變蓄熱材料為石蠟類相變蓄熱材料或鹽水化合物類相變蓄熱材料。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述熱超導(dǎo)板翅片為復(fù)合板式結(jié)構(gòu)，所述熱超導(dǎo)板翅片呈雙面脹形態(tài)或單面脹形態(tài)。