[發明專利]一種電路元件的散熱模塊

有效

• 申請號: 202211699021.8
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115831894B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 王斌;周軼靚;季成龍;陳慧龍;張鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇富樂華功率半導體研究院有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L23/427;H01L23/367
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 張強

本發明公開了一種電路元件的散熱模塊，涉及水冷散熱領域，旨在解決芯片發熱即時溫度過高的問題，其技術方案要點是：一種電路元件的散熱模塊，包括整體形成密封結構的頂部蓋板、中間熱緩沖層以及底板，所述頂部蓋板為平面結構用于直接與電路元件接觸接收熱量，所述中間熱緩沖層具有若干凹槽結構，所述底板與中間熱緩沖層之間形成冷卻通道，所述冷卻通道兩端設置有出入口用于進行水循環冷卻流動；所述凹槽內置有固液相變材料，所述固液相變材料由固態到液體相互轉變，伴隨相變潛熱，固液相變材料溫度在完全溶解前保持不變。本發明的一種電路元件的散熱模塊，能夠先對局部進行降溫，平緩溫度梯度。

技術領域

本發明涉及電路元件散熱領域，更具體地說，它涉及一種電路元件的散熱模塊。

背景技術

隨著電路元件集成度的不斷提高，導致芯片的發熱功率也隨之增加。在功率載荷中，由于器件消耗電功率，會在器件縱向和徑向產生溫度梯度。由于材料熱膨脹系數不同和存在溫度梯度，會使器件不可避免地產生熱變形而發生失配，導致器件內部存在熱應力，不斷損害器件使用壽命。同時面對某些短時峰時發熱量比正常發熱量多的多的器件，也容易在短時峰條件下由于散熱能力不足導致器件毀壞。

對于水冷散熱模塊而言，除了增大流道的壓降從而導致散熱系統的功耗的提高，就是增加多入口和多出口，實現復雜內部流道從而解決溫度梯度的問題，但這種方式會增加流道厚度，同時復雜的進出口設計會限制外接管道的連接方式，在一些空間有限的場景無法應用。

因此需要提出一種新的方案來解決這個問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種電路元件的散熱模塊，利用固液相變材料的水冷散熱模塊，對熱力集中的地方形成暫時吸收，平緩溫度梯度。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種電路元件的散熱模塊，其特征在于：包括整體形成密封結構的頂部蓋板、中間熱緩沖層以及底板，所述頂部蓋板為平面結構用于直接與電路元件接觸接收熱量，所述中間熱緩沖層具有若干凹槽結構，所述底板與中間熱緩沖層之間形成冷卻通道，所述冷卻通道兩端設置有出入口用于進行冷卻液循環冷卻流動；所述凹槽內置有固液相變材料，所述固液相變材料由固態到液體相互轉變，伴隨相變潛熱，固液相變材料溫度在完全溶解前保持不變。

本發明進一步設置為：所述凹槽底部開設有孔洞用于灌注固液相變材料。

本發明進一步設置為：所述底板上對應每個孔洞一體成型有圓臺，所述圓臺伸入孔洞內且伸進固液相變材料的內部，所述圓臺伸入孔洞后其與孔洞之間形成密封。

本發明進一步設置為：所述圓臺與孔洞之間增設橡膠密封圈。

本發明進一步設置為：所述圓臺呈空心設置，且空心的部分與冷卻通道連通。

本發明進一步設置為：所述圓臺具有薄壁使其具有發生凹陷形變的能力。

本發明進一步設置為：所述頂部蓋板、中間熱緩沖層以及底板均由散熱材料制成。

本發明進一步設置為：所述散熱材料為銅。

本發明進一步設置為：所述固液相變材料為石蠟。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

1、利用固液相變材料的水冷散熱模塊，通過將儲熱的固液相變材料作為熱緩沖層，對熱力集中的地方固液相變材料能夠暫時吸收，平緩溫度梯度；

2、同時進行水冷散熱，一方面能夠帶走相變材料內部熱量，另一方面也可實現垂直方向直接散熱；

3、增加圓臺與固液相變材料的接觸，增加散熱能力；

4、固液相變材料在受熱從固態轉變為液態時，內部壓強變大，溫度會升高，此時通過圓臺輕微形變，從而達到穩定內部空間壓強的目的，提高散熱性能。

附圖說明