散热组件及散热装置的制作方法

文档序号:14677907发布日期:2018-06-12 21:45阅读:265来源:国知局
散热组件及散热装置的制作方法
本实用新型涉及电力电子
技术领域
,特别是一种散热组件及散热装置。
背景技术
:近年来,随着电力电子技术的发展,半导体器件(例如,二极管、IGBT等)的功率逐渐增加,因此产生的热量也越来越多,因此需要对其散热性能进行改善,否则会影响相应设备的正常运转。目前对半导体器件进行散热的方式有气冷方式和水冷方式,不管是哪种方式,其冷却系统的结构均比较复杂,而且成本高。技术实现要素:有鉴于此,本实用新型提出了一种解决上述和/或其他问题的散热组件及散热装置,结构简单、成本低。本实用新型提供的散热组件,能够安装在散热器基板上,所述组件包括:第一基板,所述第一基板上开设有镂空区域;第二基板,所述第二基板的一面用于安装半导体器件,另一面用于设置导热材料层且与所述散热器基板贴合;其中,所述第二基板设置在所述第一基板的镂空区域内,且与所述镂空区域相适配;所述第一基板与所述散热器基板贴合的一面上用于设置密封材料,以对所述第二基板和所述散热器基板之间的导热材料层进行密封。在一些实施例中,所述第二基板和所述第一基板上的镂空区域之间为过渡配合。在一些实施例中,所述第二基板和所述第一基板上的镂空区域之间为间隙配合,所述第一基板和所述第二基板之间的间隙处设置有所述密封材料。在一些实施例中,所述第二基板和所述第一基板上的镂空区域之间为过盈配合。在一些实施例中,所述第二基板上开设有螺孔,所述螺孔用于与所述半导体器件上的螺栓配合以将所述半导体器件通过所述第二基板装配到所述散热器基板上。在一些实施例中,所述第一基板上开设有用于与所述散热器基板进行螺栓连接的螺孔。本实用新型提供的散热装置,包括散热器以及权利要求1~6任一所述的散热组件,所述散热组件安装在所述散热器基板上,其中:所述第二基板和所述散热器基板之间设置有导热材料层;所述第一基板和所述散热器基板之间设置有密封材料,以对所述第二基板和所述散热器基板之间的导热材料层进行密封。从上述方案中可以看出,由于第二基板的一面可以安装半导体器件,另一面可以设置导热材料层,也就是说,在第二基板和散热器基板之间设置导热材料层,这样半导体器件产生的热量可以通过导热材料传导给散热器基板,进而利用散热器进行散热。同时,由于在第一基板和散热器基板之间设置有密封材料,密封材料可以对导热材料层进行密封,以防止密封材料层中的密封材料因温度升高而软化或转变为液态时发生泄漏,提高散热组件的稳定性。由于本实用新型结构非常简单,相对于气冷系统、水冷系统等少很多部件,便于制作,而且可以降低成本。附图说明下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例,使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点,附图中:图1为本实用新型一实施例中半导体器件安装在散热组件上的示意图;图2为图1的后视图;图3为散热组件、半导体器件安装在散热器基板上的示意图;标号含义1散热器基板2第一基板3半导体器件31半导体器件上的引脚32半导体器件上的螺栓4第二基板41第二基板上的螺孔具体实施方式为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。本实用新型提供一种散热组件,该组件可以安装在散热器基板上,如图1~3所示,该组件包括:第一基板2,所述第一基板2上开设有镂空区域;第二基板4,所述第二基板4的一面用于安装半导体器件3,另一面用于设置导热材料层且与散热器基板1贴合;其中,所述第二基板4设置在所述第一基板2的镂空区域内,且与所述镂空区域相适配;所述第一基板2与所述散热器基板1贴合的一面上用于设置密封材料,以对所述第二基板4和所述散热器基板1之间的导热材料层进行密封。由于本实用新型提供的散热组件,由于第二基板4的一面可以安装半导体器件3,另一面可以设置导热材料层,也就是说,在第二基板4和散热器基板1之间设置导热材料层,这样半导体器件3产生的热量可以通过导热材料传导给散热器基板1,进而利用散热器进行散热。同时,由于在第一基板2和散热器基板1之间设置有密封材料,密封材料可以对导热材料层进行密封,以防止密封材料层中的密封材料因温度升高而软化或转变为液态时发生泄漏,提高散热组件的稳定性。由于本实用新型提供的散热组件主要包括两个基板,结构非常简单,相对于气冷系统、水冷系统等少很多部件,便于制作,而且可以降低成本。在一些实施例中,第一基板2和散热器基板1之间的密封材料的设置方式有多种,例如,在第一基板2上围绕第二基板4涂覆一圈密封材料,也可以在整个第一基板2上涂覆一层密封材料,在实际应用时,可以根据需要选择密封材料的设置方式,对此本实用新型不做限定。在一些实施例中,第一基板2可以采用导热材质,例如,金属板(例如,铜板)、均温板等,这样便于半导体器件3散发到第一基板2上的热量可以很快传到给散热器,进一步进行散热。在一些实施例中,第二基板4和第一基板2上的镂空区域之间可以为过渡配合,例如,过盈配合、间隙配合等。当第二基板4和第一基板2上的镂空区域为间隙配合时,可以在第一基板2和第二基板4的间隙之间设置密封材料,以防止导热材料从第一基板2和第二基板4之间的间隙中泄漏,进一步提高散热组件的稳定性。当第二基板4和第一基板2的镂空区域之间为过盈配合时,可以通过热收缩配合或者其他方式将第一基板2和第二基板4装配到一起。在一些实施例中,密封材料可以根据需要选择,例如,采用导热硅脂作为密封材料,由于导热硅脂不仅高导热绝缘有机硅材料,几乎永远不固化,可在-50℃—+230℃的温度下长期保持使用时的脂膏状态,既具有优异的电绝缘性,又有优异的导热性,同时具有低游离度(趋向于零),耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化,因此非常适合应用在电子器件的导热和散热中。在一些实施例中,导热材料层中的导热材料可以选择液态金属或者固态金属。当采用导热金属作为导热材料时,可以将液态金属涂覆在第二基板4上。某些金属在某些温度范围内为固态,当温度升高到一定程度,则会变为液态,因此可以其为固态时,将其密封在第二基板4和散热器基板1之间。当然,还可以采用其他导热材料,对此本实用新型不做限定。在一些实施例中,第一基板2和第二基板4可以采用多种方式固定到散热器基板1上,例如螺栓连接。对于第一基板2来说,在第一基板2上开设有用于与散热器基板1进行螺栓连接的螺孔,也就是说,在第一基板2上设置螺孔,然后利用螺栓和螺孔的配合将第一基板2固定在散热器基板1上。对于第二基板4来说,在第二基板4上设置螺孔41,该螺孔41用于与半导体器件3上的螺栓32配合以将半导体器件3通过第二基板4装配到散热器基板1上,也就是说,在半导体器件3上设置螺栓32,当半导体器件3上的螺栓32和第二基板4上的螺孔41配合时,不仅可以将半导体器件3固定到第二基板4上,还可以使第二基板4和散热器基板1之间进行固定,从而使得半导体器件3通过第二基板4固定在散热器基板1上。以上螺栓连接仅仅是一种连接方式,当然还可以采用其他的方式进行连接,具体采用何种方式实现第一基板2、第二基板4和散热器基板1之间的连接,本实用新型不做限定。在一些实施例中,本实用新型可以将变频器上的半导体器件3通过散热组件安装到散热器基板1上,对变频器中的半导体器件3进行散热,从而对变频器进行降温。当然,本实用新型提供的散热组件不仅可以应用于变频器,还可以应用在其他设备上,对其他设备上的半导体器件3产生的热量进行散热。从图3中可以看出,半导体器件3上设置有引脚31,半导体器件3可以通过其引脚31与其他的部件连接。以变频器为例,经过多次实验,发现利用本实用新型提供的散热组件可以将半导体器件3和散热器基板1之间的热阻从0.028℃/W降低至近0℃/W,对于400kw变频器来说,可以将因半导体器件3和散热器之间的热电阻引起的温度降低5℃左右,当变频器在低负荷下运行时,甚至可以将温度降至7℃。另外,由于半导体器件3传到至第二基板4上的热量除了直接传递给散热器基板1之外,还会传递至第一基板2上,第一基板2可以由导热材料制作,第一基板2和散热器基板1之间也设置导热硅脂作为密封材料,因此第一基板2也可以通过导热硅脂将热量传递给散热器基板1,可以实现2℃温度的降低,进一步提高散热效率。也就是说,通过第二基板4和导热材料层、第一基板2和导热硅脂两方面可以将半导体器件3的温度降低7℃,甚至9℃,这足以将变频器的工作环境上升2000m的高度,可以使设备能够在较为恶劣的环境下工作。本实用新型提供的散热组件具有兼容性,适用于大多数需要散热的半导体器件3。基于以上散热组件,本实用新型还提供一种散热装置,该散热装置包括:散热器以及上述任意一种散热组件,如图3所示,所述散热组件安装在所述散热器基板1上,其中:所述第二基板4和所述散热器基板1之间设置有导热材料层;所述第一基板2和所述散热器基板1之间设置有密封材料,以对所述第二基板4和所述散热器基板1之间的导热材料层进行密封。可理解的是,本实用新型提供的散热装置,在第二基板4和散热器基板1之间设置导热材料层,这样半导体器件3产生的热量可以通过导热材料传导给散热器基板1,进而利用散热器进行散热。同时,由于在第一基板2和散热器基板1之间设置有密封材料,密封材料可以对导热材料层进行密封,以防止密封材料层中的密封材料因温度升高而软化或转变为液态时发生泄漏,提高散热组件的稳定性。本实用新型在散热器的基础上增加了一个结构非常简单的散热组件,相对于现有技术中的气冷系统、水冷系统结构非常简单,便于制作,而且成本较低。本实用新型提供的散热装置中的一些具体实施方式、举例、解释等内容可以参考上述散热组件中的相应部分,此处不再赘述。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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