[發明專利]一種扇形流道結構水冷板及制備工藝

在審

• 申請號: 202110345960.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112951778A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 劉登磊;池衛國
• 申請（專利權）人: 上海熙德熱傳科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/473;B22C9/22;B22C9/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本發明公開了一種扇形流道結構水冷板及制備工藝，該水冷板包括殼體，設置在殼體上的進水口和出水口，殼體內一體形成有扇形流道；同時使用覆膜砂工藝制備。本發明提供的扇形水道結構水冷板，通過將流道設計為扇形結構，使液體在流道內分散充分，增加對流換熱面積提高解決大功耗散熱的要求，同時采用覆膜砂工藝，解決了原消失模的工藝缺陷，大幅減低冷板成本，提高散熱性能，和工藝質量。

技術領域

本發明屬于散熱技術領域，尤其涉及水冷板的散熱方案。

背景技術

電力電子晶閘管發熱量巨大，需要通過水冷換熱，以保證其工作溫度和可靠性，而水冷板散熱是當前較為有效的降溫方式。散熱時晶閘管安裝在冷板的上下面，冷板采用高導熱銅材加工成型。如圖1、圖2所示，冷板1內部有柱狀結構4，該柱狀結構4采用消失模工藝一體成型，外部水流通過進水嘴2，進入冷板1內部，水流與冷板1內表面進行對流換熱，由出水口3流出從而帶走熱源熱量。

現有的冷板采用消失模工藝制作，為防止加工成型時形成阻塞，對冷板內部結構限制較大，流道不能過窄。即內部柱狀結構4間隙不能太大，且柱狀結構4的直徑不能過小，否則不利于增加內部換熱面積，無法滿足大功率散熱需求。由于工藝的限制，冷板內部只能做成柱狀結構，不易合理分配流量，且會更多的阻礙水流，引起較大的壓力損失，使得冷板壓力過大，有更多的泄露風險。而且目前消失模工藝，容易形成有沙眼，氣孔等缺陷，影響冷板的強度。

因此，提供一種散熱性能高的冷板散熱方案是本領域工作人員亟需解決的問題。

發明內容

針對現冷板的散熱流道結構無法滿足大功率散熱需求的問題，本發明的目的在于提供一種扇形流道結構水冷板，可以提高冷板的散熱性能；同時，本發明還提供一種扇形流道結構水冷板的制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供的扇形流道結構水冷板，包括殼體，設置在殼體上的進水口和出水口，所述殼體內一體形成有扇形流道。

進一步地，所述扇形流道呈多段分布，多段扇形流道之間沿圓周方向分布。

進一步地，每段扇形流道中包括至少一個扇形流道單元。

進一步地，所述扇形流道由扇形齒片配合構成。

進一步地，所述殼體內還形成有固定柱。

為了達到上述目的，本發明提供的扇形流道結構水冷板的制備方法，基于覆膜砂工藝，采用兩個對稱沙模制備而成。

進一步地，所述制備方法包括：

制備沙模，采用沙粒制作上下對稱沙模并處理震實；

澆筑成型，在上下對稱沙模構成的模具的型腔內澆筑冷卻成型；

排氣處理，針對模具半成品通過熱鍛方式排氣；

半成品加工，對熱鍛半成品進行CNC加工兩個上下面與螺紋孔。

進一步地，所述制備方法進行熱鍛排氣時，通過加熱設備對半成品表面加熱一定時間，加熱后的半成品放入相應的夾治具內，通過壓力機對放入夾治具內的半成品施加一定壓力進行擠壓排氣。

本發明提供的扇形流道結構水冷板，克服技術偏見，創新的在水冷板的內部腔體內直接一體成型有多層扇形流道，能夠使液體在流道內分散充分，增加對流換熱面積提高解決大功耗散熱的要求。

進一步地，本發明提供的扇形流道結構水冷板制備方法，克服現有技術壁壘，采用覆膜砂工藝，有效解決原消失模的工藝缺陷，大幅減低冷板成本，提高散熱性能，和工藝質量。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發明。

圖1為現有冷板的整體結構示意圖；

圖2為現有冷板的內部結構示意圖；