一種散熱片式功率器件散熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種散熱片式功率器件散熱器，包括散熱基板和散熱片，所述散熱片與散熱基板連接在一起，排列在散熱基板的一面上，在散熱基板的另一面上緊貼散熱器基板表面安裝有多個(gè)功率器件，其特征在于，通過(guò)散熱片組合，使得在散熱器進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向，形成不同的散熱片的間距；所述的散熱片是按照靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距排布的，根據(jù)散熱基板不同位置散熱效果的不同，采取不同的間距排列，來(lái)改變散熱器基板不同位置的散熱面積，使得在散熱器不同位置的散熱總量一樣，保證每個(gè)功率器件可以得到均勻的散熱效果。本實(shí)用新型通過(guò)利用調(diào)整散熱片的排布方式，消除進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向風(fēng)溫不相同對(duì)功率器件的溫升的影響，實(shí)現(xiàn)功率器件的均溫。
【專利說(shuō)明】一種散熱片式功率器件散熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種功率器件散熱器，尤其是針對(duì)一個(gè)散熱器上安裝多個(gè)功率半導(dǎo)體器件的散熱片式功率器件散熱器，主要應(yīng)用用于200A以上大功率晶閘管、25A以上晶閘管及整流模塊、50A以上大功率IGBT。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率半導(dǎo)體器件在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為了不至于燒壞功率器件，現(xiàn)在都必須通過(guò)散熱器來(lái)幫助其散熱；其中，散熱片式散熱器是一種常用的散熱器，散熱片式散熱器主要承載功率器件的傳熱和散熱功能。
[0003]目前的散熱片式散熱器基本都是由兩個(gè)單元結(jié)合，散熱片和基板，散熱片主要起散熱功能，基板起傳熱功能。一般散熱片式散熱器在加工制作時(shí)，都是先分別制作好基板和散熱片，再將散熱片插入到基板上，然后通過(guò)焊接將散熱片與基板焊接起來(lái)，組成散熱片式散熱器，這種散熱器具有散熱功率較大，性能穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。然而，隨著功率器件的功率密度越來(lái)越大，散熱器的熱流密度也越來(lái)越高，要求的散熱器的散熱能力越來(lái)越強(qiáng)。為提高單位體積的散熱能力，只有通過(guò)提高散熱面積和材料的熱導(dǎo)率來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有提高散熱器面積的主要方法主要是采用多孔散熱片或波紋片提高散熱面積，但除存在流阻大、進(jìn)風(fēng)口先后的功率器件散熱器溫度差大等缺陷外，還存在如下兩個(gè)缺陷:一隨著散熱片高度的增高，散熱片的效率低；二散熱器無(wú)法用整體型材成型，只能采用嵌片或鑲齒的工藝；但如果為了增加散熱面積，將散熱片間距的減少，嵌片和鑲齒工藝實(shí)現(xiàn)困難將增力口，導(dǎo)致質(zhì)量不穩(wěn)定，因此現(xiàn)有的型材、嵌(鑲)片散熱器的散熱片的最小間距2.5_以上，散熱能力有限，當(dāng)功率密度更大時(shí)，只有采用其它方式的散熱器。此外，采用現(xiàn)有的嵌片或鑲齒的工藝，為了保證制作工藝，散熱片一般都是采用相同厚度的散熱片，按照等間距的方式進(jìn)行排布；這樣雖說(shuō)制作比較簡(jiǎn)單，但對(duì)于多個(gè)功率器件同時(shí)排布在一個(gè)散熱器上時(shí)，由于同一個(gè)散熱器安裝多個(gè)功率器件時(shí)，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的風(fēng)溫可能達(dá)到20°C以上，出風(fēng)口的功率器件會(huì)比進(jìn)風(fēng)口的功率器件高15°C以上，這樣就會(huì)出現(xiàn)各個(gè)功率器件的散熱效果不一樣，導(dǎo)致各功率溫度不均勻，這樣將造成部分功率器件提前老化失效，將極大影響功率器件的使用性能，因此很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。
[0004]通過(guò)專利檢索到一些有關(guān)散熱器方面的專利，但未發(fā)現(xiàn)與本實(shí)用新型相同的專利技術(shù)，與本實(shí)用新型技術(shù)相關(guān)的專利主要有以下一些:
[0005]1、專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010611031.2，實(shí)用新型名稱為“一種插片式散熱器及具有插片式散熱器的散熱裝置”，該專利公開(kāi)了一種插片式散熱器及具有插片式散熱器的散熱裝置，插片式散熱器設(shè)置有基板和安裝于所述基板的散熱翅片，所述散熱翅片通過(guò)設(shè)置于其下部的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)，所述散熱翅片設(shè)置有弧形缺口，所述弧形缺口與所述鼓風(fēng)機(jī)的位置相對(duì)應(yīng)。插片式散熱器的散熱裝置，設(shè)置有支架、安裝于所述支架的插片式散熱器和設(shè)置于所述支架下部的鼓風(fēng)機(jī)；插片式散熱器設(shè)置有基板和安裝于所述基板的散熱翅片，所述散熱翅片設(shè)置有弧形缺口，所述弧形缺口位于所述鼓風(fēng)機(jī)上部位置。[0006]2、專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110453400.4，實(shí)用新型名稱為“一種傳導(dǎo)制冷型高功率半導(dǎo)體激光器及其制備方法”該專利公開(kāi)了一種傳導(dǎo)冷卻型高功率半導(dǎo)體激光器及其制備方法，包括散熱器和一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體激光器單元；所述半導(dǎo)體激光器單元由芯片、與芯片焊接的起散熱導(dǎo)電作用的襯底、以及與襯底焊接的起絕緣散熱作用的絕緣片組成，半導(dǎo)體激光器單元通過(guò)絕緣片焊接在散熱器上。
[0007]3、專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210491876.1，實(shí)用新型名稱為“，實(shí)用新型名稱為“一種間斷錯(cuò)位風(fēng)冷散熱器”，該專利公開(kāi)了一種間斷錯(cuò)位風(fēng)冷散熱器，包括基板、擋板和翅片組，其特征在于:所述翅片組包括寬齒距翅片組和窄齒距翅片組；所述基板兩端固定有所述擋板，所述基板和所述擋板之間形成可容納所述寬齒距翅片組和所述窄齒距翅片組的容納空間，所述寬齒距翅片組和所述窄齒距翅片組固定在所述容納空間內(nèi)；所述寬齒距翅片組和所述窄齒距翅片組之間設(shè)有間斷區(qū)。
[0008]上述這些專利雖都涉及散熱片式散熱器，也提到了散熱片的安裝，但都未涉及到有關(guān)如何改善散熱片排布方法，使得多個(gè)功率器件同時(shí)排布在同一個(gè)散熱器上時(shí)，各功率器件的散熱效果都是一樣的，保證功率器件散熱的均勻性，因此都仍存在前面所說(shuō)的一些問(wèn)題，所以很有必要對(duì)此加以進(jìn)一步的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有散熱器的散熱片排布方式所存在的一些不足，提供一種新的散熱片式功率器件散熱器，該種散熱器能夠有效保證各功率器件都能有相等的散熱效果，有效保證功率器件的使用性能。
[0010]為了解決上述技 術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種散熱片式功率器件散熱器，包括散熱基板和散熱片，所述散熱片與散熱基板連接在一起，排列在散熱基板的一面上，在散熱基板的另一面上緊貼散熱器基板表面安裝有多個(gè)功率器件，其特征在于，通過(guò)散熱片組合，使得在散熱器進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向，形成不同的散熱片的間距；所述的散熱片是按照靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距排布的。
[0012]進(jìn)一步地，所述的散熱片是按照靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距排布的，通過(guò)增加出風(fēng)口位置的散熱片數(shù)量，來(lái)增加出風(fēng)口位置的散熱面積和散熱量，從而彌補(bǔ)出風(fēng)口位置與入風(fēng)口位置的氣流溫差所影響出風(fēng)口的
散熱量。
[0013]進(jìn)一步地，所述的靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距是按照下述規(guī)律來(lái)分配的:
[0014]根據(jù)散熱器從入風(fēng)口到出風(fēng)口溫度梯度的增加，來(lái)確定散熱器上散熱片之間距離縮減的梯度，以保證散熱片從基板上任意一位置所帶走的熱量是基本相等的。
[0015]進(jìn)一步地，所述的散熱片之間距離縮減的梯度是均勻遞減的，從入風(fēng)口開(kāi)始均勻遞減到出風(fēng)口，遞減的速率與出風(fēng)口相對(duì)入風(fēng)口溫升的速率相對(duì)應(yīng)。
[0016]進(jìn)一步地，所述的散熱片之間的距離縮減的，通過(guò)散熱片之間間隔片的調(diào)整實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口散熱片間距≤2.5_。
[0017]本實(shí)用新型通過(guò)利用調(diào)整散熱片的排布方式，通過(guò)不同數(shù)量和厚度的鋁板組合，能在散熱器進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向，形成不同的散熱片的間距，通過(guò)調(diào)整散熱片的間距，消除進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向風(fēng)溫不相同對(duì)功率器件的溫升的影響，實(shí)現(xiàn)功率器件的均溫。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是附圖1的B-B剖面視圖；
[0020]圖3是附圖1的A-A剖面視圖。
[0021]其中:1、基板，2、第一散熱片，3、第二散熱片，4、第三散熱片，5、第四散熱片，6、第一功率器件，7、第二功率器件，8、入風(fēng)口，9、出風(fēng)口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
[0023]通過(guò)附圖所示，可以清楚看出本實(shí)用新型涉及一種散熱片排布方式的功率器件散熱器，包括散熱基板和散熱片，所述散熱片與散熱基板連接在一起，排列在散熱基板的一面上，在散熱基板的另一面上緊貼散熱器基板表面安裝有多個(gè)功率器件，其特征在于，散熱片按照不同厚度和不同間距來(lái)進(jìn)行排列，根據(jù)散熱基板不同位置散熱效果的不同，采取不同的間距排列，來(lái)改變散熱器基板不同位置的散熱面積，使得在散熱器不同位置的散熱總量一樣，保證每個(gè)功率器件可以得到均勻的散熱效果。
[0024]進(jìn)一步地，所述的散熱片是按照靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距排布的，通過(guò)增加出風(fēng)口位置的散熱片數(shù)量，來(lái)增加出風(fēng)口位置的散熱面積和散熱量，從而彌補(bǔ)出風(fēng)口位置與入風(fēng)口位置的氣流溫差所影響出風(fēng)口的
散熱量。
[0025]進(jìn)一步地，所述的靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距是按照下述規(guī)律來(lái)分配的:
[0026]根據(jù)散熱器從入風(fēng)口到出風(fēng)口溫度梯度的增加，來(lái)確定散熱器上散熱片之間距離縮減的梯度，以保證散熱片從基板上任意一位置所帶走的熱量是基本相等的。
[0027]進(jìn)一步地，所述的散熱片之間距離縮減的梯度是均勻遞減的，從入風(fēng)口開(kāi)始均勻遞減到出風(fēng)口，遞減的速率與出風(fēng)口相對(duì)入風(fēng)口溫升的速率相對(duì)應(yīng)。
[0028]進(jìn)一步地，所述的散熱片之間的距離縮減的，通過(guò)散熱片之間間隔片的調(diào)整實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口散熱片間距≤2.5_。
[0029]實(shí)施例一
[0030]一種鋁制均溫散熱器:散熱器由基板、散熱片和頂板組成，通過(guò)不同數(shù)量和厚度的鋁板組合，使得在散熱器進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向，形成不同的散熱片的間距，通過(guò)調(diào)整散熱片的間距，消除進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向風(fēng)溫不相同對(duì)功率器件的溫升的影響，實(shí)現(xiàn)功率器件的均溫。釬焊鋁制散熱器的方案詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0031]如附圖1-3所示，整個(gè)功率器件散熱器，包括基板I和散熱片，散熱片由不同厚度、不同尺寸、不同形狀的純鋁和純鋁包覆材料板組合形成，且從入風(fēng)口的功率器件一 6下方每?jī)善崞?，即第一散熱?和第二散熱片3的間距，要大于出風(fēng)口功率器件四7下方每?jī)善崞?，即第三散熱?和第四散熱片5的間距；通過(guò)組合能實(shí)現(xiàn)不同的散熱片間距等要求。
[0032]通過(guò)變換件散熱片之間的間距，能使的整體散熱效果均勻；且散熱片的間距是從入風(fēng)口到出風(fēng)口散熱片的間距均勻縮減的，以保證通過(guò)增加出風(fēng)口的散熱面積來(lái)減少出風(fēng)口流動(dòng)氣體升溫所帶來(lái)的影響。
[0033]本實(shí)用新型通過(guò)利用調(diào)整散熱片的排布方式，通過(guò)不同數(shù)量和厚度的鋁板組合，能在散熱器進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向，形成不同的散熱片的間距，通過(guò)調(diào)整散熱片的間距，消除進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向風(fēng)溫不相同對(duì)功率器件的溫升的影響，實(shí)現(xiàn)第一個(gè)功率器件到第N個(gè)功率器件的均溫。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種散熱片式功率器件散熱器，包括散熱基板和散熱片，所述散熱片與散熱基板連接在一起，排列在散熱基板的一面上，在散熱基板的另一面上緊貼散熱器基板表面安裝有多個(gè)功率器件，其特征在于，通過(guò)散熱片組合，使得在散熱器進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口方向，形成不同的散熱片的間距；所述的散熱片是按照靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距寬于靠近出風(fēng)口位置的散熱片之間的間距排布的。
2.如權(quán)利要求1所述的散熱片式功率器件散熱器，其特征在于，所述的靠近入風(fēng)口位置的散熱片之間的間距是按照下述規(guī)律來(lái)分配的: 根據(jù)散熱器從入風(fēng)口到出風(fēng)口溫度梯度的增加，來(lái)確定散熱器上散熱片之間距離縮減的梯度。
3.如權(quán)利要求2所述的散熱片式功率器件散熱器，其特征在于，所述的散熱片之間距離縮減的梯度是均勻遞減的，從入風(fēng)口開(kāi)始均勻遞減到出風(fēng)口，遞減的速率與出風(fēng)口相對(duì)入風(fēng)口溫升的速率相對(duì)應(yīng)。
4.如權(quán)利要求3所述的散熱片式功率器件散熱器，其特征在于，所述的散熱片之間的距離縮減的，通過(guò)散熱片之間間隔片的調(diào)整實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口散熱片間距≤2.5mm。
【文檔編號(hào)】H01L23/367GK203617269SQ201320421643
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】李純, 廖向前, 封紅燕, 萬(wàn)汝斌 申請(qǐng)人:株洲智熱技術(shù)有限公司