[發(fā)明專(zhuān)利]用于散熱的兩相傳熱裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011179637.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112747620A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·佩特羅夫;J·雅奇莫維奇;M·伯姆;B·阿戈斯蒂尼;D·托雷辛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F28D15/04
• 分類(lèi)號(hào): F28D15/04
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭帆揚(yáng);金飛

本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)傳熱介質(zhì)而從例如功率半導(dǎo)體模塊(26)之類(lèi)的熱源散熱的兩相傳熱裝置(10)，其中，兩相傳熱裝置(10)包括主體(12)，其中，主體(12)由本體材料(14)形成，并且包括多維空洞網(wǎng)絡(luò)(16)，其中，多維空洞網(wǎng)絡(luò)(16)包括空洞并且適于容納傳熱介質(zhì)，其中，多維空洞網(wǎng)絡(luò)(16)適配成使得傳熱介質(zhì)沿著穿過(guò)主體(12)的路徑(20)的流動(dòng)基于由多維空洞網(wǎng)絡(luò)(16)對(duì)傳熱介質(zhì)施加的毛細(xì)管作用沿著路徑(20)的變化。而且，本發(fā)明涉及一種包括上文的用于散熱的兩相傳熱裝置(10)的功率半導(dǎo)體模塊(26)和用于生產(chǎn)上文的兩相傳熱裝置(10)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)傳熱介質(zhì)而從熱源(例如，功率半導(dǎo)體模塊)散熱的兩相傳熱裝置。本發(fā)明尤其涉及包括主體的兩相傳熱裝置，其中，主體由本體材料形成，并且包括多維空洞網(wǎng)絡(luò)(void network)。本發(fā)明還涉及一種包括上文的兩相傳熱裝置的功率半導(dǎo)體模塊。此外，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)上文的兩相傳熱裝置的方法。

背景技術(shù)

功率半導(dǎo)體模塊大體上在本領(lǐng)域中是眾所周知的。常規(guī)的功率半導(dǎo)體模塊是包括各自致力于執(zhí)行具體功能的許多不同構(gòu)件的復(fù)雜組件。功率半導(dǎo)體模塊的電路和/或功率半導(dǎo)體裝置會(huì)產(chǎn)熱，該熱需要通過(guò)傳熱裝置而耗散，以便維持功率半導(dǎo)體模塊的功能性。為了從熱源散熱存在不同技術(shù)，諸如，將熱源與可以作為具有冷卻劑流的冷卻器而提供的散熱器帶入接觸。

然而，在功率半導(dǎo)體模塊的開(kāi)發(fā)方面的進(jìn)展貫注于功率半導(dǎo)體模塊的高電流密度和致密封裝，并且因而，高效冷卻和/或散熱變得甚至更重要。作為散熱器、熱管以及蒸汽室的常規(guī)的傳熱裝置可能不能夠滿(mǎn)足關(guān)于傳熱裝置的設(shè)計(jì)自由、熱阻以及散熱通量的要求。

US 2017/0235349 A1描述了一種3D打印熱管理裝置，該裝置包括單個(gè)鄰接的構(gòu)件，該構(gòu)件包括第一換熱器的至少一部分和第二換熱器的至少一部分。第二換熱器屬于與第一換熱器不同的類(lèi)型。

WO 2006/007721 A1描述了用于在具有孔隙尺寸的雙峰分布的高性能熱管中使用的混合芯吸材料。吸液芯由形成到泡沫、毛氈、絲網(wǎng)或網(wǎng)狀金屬襯底的內(nèi)壁上的燒結(jié)金屬粉末組成。微細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)由金屬粉末形成，而襯底由大的孔隙組成。

EP 3 176 672 A1描述了啟動(dòng)用于增強(qiáng)的散熱的集成的熱管理系統(tǒng)。熱管理系統(tǒng)包括底盤(pán)框架202，底盤(pán)框架202構(gòu)造成使熱管理系統(tǒng)的熱擴(kuò)散阻力最小化。底盤(pán)框架包括至少一個(gè)底盤(pán)本體和嵌入到底盤(pán)本體中的熱骨架。單個(gè)三維熱管結(jié)構(gòu)可以充當(dāng)熱骨架。

WO 2004/065866 A1描述了用于冷卻半導(dǎo)體集成電路的混合或復(fù)合冷卻裝置，其中，冷卻裝置被采用來(lái)使流體發(fā)生相變并且通過(guò)通風(fēng)和對(duì)流而冷卻。

然而，諸如涉及上文中所引用的參考文獻(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)仍然留有尤其關(guān)于傳熱裝置的設(shè)計(jì)自由、散熱通量和機(jī)械穩(wěn)定性以及繼而功率半導(dǎo)體模塊的可靠性和壽命的改進(jìn)空間。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是，提供具有用于熱源(例如，功率半導(dǎo)體模塊)的增強(qiáng)的散熱的可靠的傳熱裝置和用于生產(chǎn)該傳熱裝置的方法。

該目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的兩相傳熱裝置實(shí)現(xiàn)。該目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求10的特征的功率半導(dǎo)體模塊進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。此外，該目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求12的特征的上文的用于生產(chǎn)兩相傳熱裝置的方法實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中、在進(jìn)一步的描述中以及在附圖中給出，其中，除非未明確地排除，否則所描述的實(shí)施例能夠單獨(dú)地或以相應(yīng)的實(shí)施例的任何組合提供本發(fā)明的特征。

描述了一種用于通過(guò)傳熱介質(zhì)而從熱源散熱的兩相傳熱裝置，其中，兩相傳熱裝置包括主體，其中，主體由本體材料形成，并且包括多維空洞網(wǎng)絡(luò)，其中，多維空洞網(wǎng)絡(luò)包括空洞，并且適于容納傳熱介質(zhì)，并且其中，多維空洞網(wǎng)絡(luò)適配成使得傳熱介質(zhì)的沿著穿過(guò)主體的路徑的流動(dòng)基于由多維空洞網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳熱介質(zhì)施加的毛細(xì)管作用沿著路徑的變化。