液冷散熱器及相應(yīng)的igbt模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液冷散熱器，以及應(yīng)用該液冷散熱器的IGBT模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，簡(jiǎn)稱IGBT模塊，是一種比較理想的全控型器件，其具有工作頻率高、功率容量大和驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備、智能電網(wǎng)、及軌道交通等領(lǐng)域，且在節(jié)能、提高能效等方面發(fā)揮重要作用。IGBT模塊將IGBT芯片、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路及保護(hù)電路封裝到一個(gè)模塊內(nèi)部，形成一個(gè)功能完整、具有一定通用性的電力電子集成模塊。隨著IGBT模塊應(yīng)用范圍的增大及應(yīng)用要求的提高，其必將朝著體積更小、集成度更高、性能及可靠性更強(qiáng)的方向發(fā)展。
[0003]隨著IGBT模塊的不斷發(fā)展，如果單從電力電子技術(shù)的角度來(lái)說，集成度還有很大的提升空間。然而集成度的不斷提高必然使得發(fā)熱量提高，當(dāng)IGBT模塊的溫度超過其工作允許的范圍后，很可能導(dǎo)致器件失效甚至損壞，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。因此，IGBT模塊散熱問題成為制約電力電子集成模塊朝更高集成度發(fā)展的最大障礙。
[0004]在眾多電力電子設(shè)備散熱方式中，風(fēng)冷散熱方式由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)成為目前IGBT模塊的主要散熱方式。然而，隨著IGBT模塊集成化程度越來(lái)越高，功率越來(lái)越大，由于風(fēng)冷強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)較低從而無(wú)法進(jìn)一步提高IGBT模塊的散熱性能。液冷散熱由于具有極聞的對(duì)流換熱系數(shù)而使得其冷卻效率獲得了進(jìn)一步的提聞。
[0005]液冷散熱是通過液冷散熱器實(shí)現(xiàn)的，上述液冷散熱器通常包括液冷管道，液冷管道中具有流動(dòng)的冷卻液。冷卻液可將IGBT模塊中的熱量帶走，從而實(shí)現(xiàn)IGBT模塊的散熱。目前的液冷管道通常為S形，其具有入口和出口，上述入口處由于冷卻液溫度較低從而具有比較好的散熱效果，但隨著冷卻液的流動(dòng)其溫度逐漸升高，在出口處的冷卻液由于其溫度較高從而散熱效果下降。如此則導(dǎo)致了 IGBT模塊內(nèi)部溫度梯度較大，有可能由于熱應(yīng)力的不同而造成IGBT模塊的損壞。此外，S形液冷管道中拐角處由于突然改變了水流的流動(dòng)方向，在拐角處會(huì)產(chǎn)生局部紊流段，冷卻液的流速會(huì)明顯增加，由于流速不同，對(duì)流換熱系數(shù)也不同，進(jìn)而導(dǎo)致散熱效果不同。如此，使用具有S形液冷管道液冷散熱器的IGBT模塊的溫度一致性較差，均溫性不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種液冷散熱器、以及應(yīng)用該液冷散熱器的IGBT模塊。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明的一種液冷散熱器，其包括本體、設(shè)置于所述本體上的液體流道，所述液體流道的一端設(shè)置有液體入口，所述液體流道的另一端設(shè)置有液體出口，所述液體流道中沿液體的流動(dòng)方向設(shè)置有若干擾流件，所述液體入口端的液體流道中擾流件之間的間距大于所述液體出口端的液體流道中擾流件之間的間距。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液體流道呈S形排列，所述S形的液體流道包括若干相互平行的直線流道、以及連通所述若干直線流道的彎曲流道，所述相鄰的直線流道之間，靠近所述液體出口的直線流道中擾流件之間的間距小于與其相鄰的直線流道中擾流件之間的間距。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擾流件的形狀為圓柱形。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擾流件與所述液體流道一體成型而成。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擾流件和液體流道的材質(zhì)為鋁。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述若干擾流件錯(cuò)位分布，所述任一擾流件、及其兩側(cè)的與其相鄰的擾流件位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述另一發(fā)明目的，本發(fā)明的一種IGBT模塊，其包括如上所述的液冷散熱器。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的液冷散熱器通過在液體流道中設(shè)置擾流件來(lái)增強(qiáng)冷卻液的擾動(dòng)，從而改變不同位置處的對(duì)流換熱系數(shù)，在保證了液冷散熱器的散熱效果的同時(shí)提高了其均溫性，延長(zhǎng)了使用該液冷散熱器的器件的壽命。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明的液冷散熱器一【具體實(shí)施方式】的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中相關(guān)結(jié)構(gòu)與其標(biāo)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:
[0018]本體-10 ;液體流道-20，液體入口 -201，液體出口 -202，直線流道-203，彎曲流道-204 ;擾流件-30。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明公開一種液冷散熱器，其包括本體、設(shè)置于所述本體上的液體流道，所述液體流道的一端設(shè)置有液體入口，所述液體流道的另一端設(shè)置有液體出口，所述液體流道中沿液體的流動(dòng)方向設(shè)置有若干擾流件，所述液體入口端的液體流道中擾流件之間的間距大于所述液體出口端的液體流道中擾流件之間的間距。
[0020]優(yōu)選地，所述液體流道呈S形排列，所述S形的液體流道包括若干相互平行的直線流道、以及連通所述若干直線流道的彎曲流道，所述相鄰的直線流道之間，靠近所述液體出口的直線流道中擾流件之間的間距小于與其相鄰的直線流道中擾流件之間的間距。
[0021]優(yōu)選地，所述擾流件的形狀為圓柱形。
[0022]優(yōu)選地，所述擾流件與所述液體流道一體成型而成。
[0023]優(yōu)選地，所述擾流件和液體流道的材質(zhì)為鋁。
[0024]優(yōu)選地，所述若干擾流件錯(cuò)位分布，所述任一擾流件、及其兩側(cè)的與其相鄰的擾流件位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明還公開一種IGBT模塊，其包括如上所述的液冷散熱器。
[0026]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性