专利名称：一种热管散热器及其加工方法
技术领域：
本发明属于热管散热器，特别涉及一种用于电力机车、内燃机车 上整流装置的热管散热器及其加工方法。
技术背景热管散热器在电力机车、内燃机车上整流装置中应用，已经有近 十年了，现有的散热器在制造工艺上是采用铝质基板与带有散热片的 铜质热管密压配合，散热器的基板分别压接在半导体元件上的阴阳极 铜导电板上形成半导体组件。工作时半导体元件的导电板流过元件的 导通电流，产生的功率发热通过几层界面最终到散热片散热到空气 中。由于在半导体组件中存在几个不同金属材质的接触面，它们在长 期接触导电中会产生电气腐蚀以及接触热阻太大的问题，每个界面都 会产生附加的接触热阻和电阻。鋁质基板与铜质热管配合状态下，产生附加的接触热阻和电阻很大，在中功率耗损(2500kw以下)还行， 当大容量元件需要大功率散热耗损(4000kw以上)时，附加的接触 热阻比例大到总热阻值不能接受的程度。另一个问题是，基板上安装 铜管的孔都是用手工钴得到，这种方式加工孔耗费工时多，质量不稳 定。发明内容本发明的目的在于提供一种热阻小、性能稳定、寿命长的热管散 热器及其加工方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的热管散热器包括一基板，基板上固定有用于安装半导体元件的导 电板和热管，热管上固定有散热片，其特征是所述基板和热管采用同 种金属材料。所述基板和热管采用铜质材料，热管采用银锡焊接固定在基板上。本发明的热管散热器的加工方法是采用同种金属材料的基板和热管，含有热管安装孔的基板采用模 具挤压成形，先将基板与半导体元件的导电板结合成一体，再将热管 插入基板的安装孔中形成紧密配合，热管和基板之间采用悍接，在热 管上装配散热片。所述基板和热管采用铜质材料，热管和基板之间采用银锡焊接。 所述基板与半导体元件的导电板用铜焊接成一体。 本发明的热管散热器与现有的机车上使用的热管散热器的不同 是基板和热管采用采用同种金属材料，如由铜质热管(利用液体的 气、液相态变化的潜热来传热)、铜质基板和散热片组成，铜质基板 与半导体元件的铜导电板焊接成一体，铜基板采用模具挤压成形。其 特点是采用同种材料的基板和散热管，容易焊接形成良好焊接面， 可以减小接触面的接触热阻，基板采用与半导体元件的铜导电板相同 的材料，既可节约铜材，又可使接触热阻达到最小。本发明的热管散 热器避免了现有散热器中铜质热管与鋁质基板长期接触导电中的电 气腐蚀问题，延长使用寿命，提高了可靠性和容量(4300W以上)， 降低了接触热阻和总热阻(0.013°C/W以下)，并且模挤压形材可以 节约用材和手工钻孔的工时，提高加工效率和质量。总之，本热管散热器具有热阻小、性能稳定、寿命长(与机车相同寿命)等优点。与3—5英寸大元件匹配组装的变流装置，取代现 有电力机车中的装置后，不仅具有与现在通风方式相同、性能更优良 稳定、节约原材料、寿命长的优良特点，而且由于散热器的容量提高 导致元件的实际输出增大，每个整流桥臂只用单个元件，取消并联支 路，简化了装置，提高了运行的可靠性。这种新型热管散热器适宜用 于SS6、 SS7、 SS9G等电力机车、各种动车组、内燃机车和车辆的变流装置上，是一种更新换代的产品，具有广泛的实用性和应用前景。 下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明热管散热器的示意图。 图2图1的俯视图。图3是本发明热管散热器中基板的示意图。
具体实施方式
见图1图2和图3，热管散热器包括铜质基板2，基板2的两个 表面上固定有用于安装半导体元件的铜导电板1，在基板2的安装孔 5中固定有铜质热管3，热管3上固定有散热片4，热管3采用银锡 焊接固定在基板2上。热管散热器的加工方法采用铜质的基板2和热管3，基板2采 用模具挤压成形，基板2形成六个热管安装孔5，先将基板2与半导 体元件的铜导电板1用铜焊接成一体，再将热管3插入基板2的安装 孔5中形成紧密配合，热管3和基板2之间采用银锡悍接，在热管3 上压装散热片4。
权利要求
1、一种热管散热器，包括一基板，基板上固定有用于安装半导体元件的导电板和热管，热管上固定有散热片，其特征是所述基板和热管采用同种金属材料。
2、 根据权利要求1所述的热管散热器，其特征是所述基板和热 管采用铜质材料，热管采用银锡焊接固定在基板上。
3、 一种热管散热器的加工方法，其特征是采用同种金属材料的 基板和热管，含有热管安装孔的基板采用模具挤压成形，先将基板与 半导体元件的导电板结合成一体，再将热管插入基板的安装孔中形成 紧密配合，热管和基板之间采用焊接，在热管上装配散热片。
4、 根据权利要求3所述的热管散热器的加工方法，其特征是所 述基板和热管采用铜质材料，热管和基板之间采用银锡焊接。
5、 根据权利要求3或4所述的热管散热器的加工方法，其特征 是所述基板与半导体元件的导电板用铜焊接成一体。
全文摘要
本发明公开了一种热管散热器，包括一基板，基板上固定有用于安装半导体元件的导电板和热管，热管上固定有散热片，其特征是所述基板和热管采用同种金属材料，如铜。本发明的加工方法是采用同种金属材料的基板和热管，含有热管安装孔的基板采用模具挤压成形，先将基板与半导体元件的导电板焊接成一体，再将热管插入基板的安装孔中形成紧密配合，热管和基板之间采用焊接，在热管上压装配散热片。本热管散热器具有热阻小、性能稳定、寿命长(与机车相同寿命)等优点。
文档编号H01L23/427GK101325185SQ200810031919
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者付成勇, 徐景秋, 李春阳 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司