[發明專利]冷卻裝置

在審

• 申請號: 201980072572.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112997302A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 埃烏根尼·奧克斯;斯特凡·普費弗萊因;托馬斯·比格爾;亞歷山大·亨斯勒;史蒂芬·諾伊格鮑爾;菲利普·奧施曼;爾里希·韋策爾
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L23/427
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 徐麗華

本發明涉及一種用于電組件(2)的散熱的冷卻裝置(1)，該冷卻裝置包括熱管(3)和冷卻體(4)，其中冷卻體(4)具有在第一冷卻體側面(5)延伸的槽凹部(6)，該槽凹部至少部分地包圍熱管(3)，其中熱管(3)的熱管表面(7)在通過槽凹部(6)包圍的區域中具有由第一纖維(9)構成的纖維結構(8)，并且其中熱管(3)的熱管表面(7)的第一纖維(9)在槽凹部(6)的區域中與冷卻體(4)的冷卻體表面(10)形成機械連接。

技術領域

本發明涉及一種用于電組件的散熱的冷卻裝置，其中該冷卻裝置包括熱管和冷卻體，并且冷卻體具有在第一冷卻體側面處延伸的槽凹部，該槽凹部至少部分地包圍熱管。

背景技術

在驅動技術的電設備、例如變頻器中，熱管、例如熱管道用于排放在運行時產生的損耗熱，尤其用于排放在中間的和較高的功率范圍中的功率電子裝置的電組件中的損耗熱，其中一個或者多個熱管將在例如鋁冷卻體之中或鋁冷卻體處的損耗熱從熱源均勻地分配到冷卻體的多個冷卻部位并因此高效地排熱。

建立熱管與冷卻體的機械穩定和高熱效率的連接是昂貴且費時的過程。因此，配備有熱管的冷卻體的制造成本有時升高到沒有熱管的冷卻體的制造成本的兩倍。在許多電設備中，具有熱管的冷卻體的制造成本超過了規劃的預算，這導致了冷卻體尤其在期望的大功耗的情況下設計具有較大的體積。然而，缺點在于，必須在電設備中預設相應的較大的結構空間并且難以實現電設備的緊湊構造。

為了將熱管裝配在冷卻體中，在冷卻體的接觸表面中引入熱管，使得例如在冷卻體中加工、也就是通常銑削出用于熱管的凹槽，該凹槽反映相應的熱管的形狀和橫截面。在熱管被壓力壓入相應的冷卻體凹槽中之前，導熱的、主要用作為粘合物的材料以導熱粘合劑的形式涂在冷卻體凹槽上。在將熱管壓入冷卻體的凹槽之后，烘干導熱粘合劑，因此使這種導熱的粘合連接時效硬化。隨后，具有被擠壓的熱管的冷卻體的表面通常會被再次精銑，以去除材料不平整部和剩余的導熱粘合劑。

導熱粘合劑的缺點(例如與由銅和/或鋁構成的金屬連接相比)是，導熱粘合劑的導熱性能基本更差，然而其例如比在擠壓空腔中部分產生的被封閉的空氣更好。通過導熱粘合劑至少減少了熱傳遞中的這種熱屏障。

另一個關鍵的缺點是，在經常短暫的運行時間之后，在冷卻體與熱管之間引入的導熱粘合劑能夠結塊或者變脆。冷卻體的熱阻因此在局部顯著增大并且危害到電設備中被散熱的電組件的運行或者損壞電組件以及甚至整個電設備。

發明內容

因此，本發明的基本目的在于，提供具有熱管和冷卻體的冷卻裝置，其機械/熱的連接相對于現有技術獲得改善。

該目的通過具有權利要求1中給出的特征的冷卻裝置以及根據權利要求13中給出的特征的具有該冷卻裝置的變流器來實現。

為了實現該目的，提出一種冷卻裝置，其為了電組件的散熱而包括熱管和冷卻體，其中冷卻體具有在第一冷卻體側面處延伸的槽凹部，該槽凹部至少部分地包圍熱管，其中熱管的熱管表面在通過槽凹部包圍的區域中具有由第一纖維制成的纖維結構，并且其中，熱管的熱管表面的第一纖維在槽凹部的區域中與冷卻體的冷卻體表面形成機械連接。

通過有利地使用熱管的纖維結構的第一纖維，該第一纖維尤其具有比如熱管的材料，可以填充并且因此彌補通過擠壓熱管在冷卻體的槽凹部中的通常在微觀范圍中存在的間隙。在擠壓期間施加的壓力通常導致的是，借助于金屬的第一纖維使熱管的熱管表面與冷卻體的金屬的冷卻體表面以材料配合的不能解除的或者至少能部分解除的連接相連。在此，第一纖維是熱管的熱管表面的組成部分。

因此，能夠以有利的方式放棄用于在熱管與冷卻體之間建立機械/熱的連接的導熱粘合劑的使用，使得導熱粘合劑的已知的結塊和變脆情況不再對熱管與冷卻體之間的熱連接的熱阻值有負面影響，并且在此還能形成機械方面更穩定的金屬連接。

模塊化變流器的有利的實施方式在從屬權利要求中給出。