一种新型压管式igbt水冷板的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种功率单元器件散热装置，尤其涉及一种新型压管式IGBT水冷板散热器技术领域。
【背景技术】
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[0002]随着电气设备向高功率密度、小型化方向发展，元器件组件的热流密度不断的提高，热设计也面临着严峻的挑战。在电气电子设备常见的故障中，由于电子设备温度过高而导致的设备不能正常工作比重占了一半以上。IGBT等功率元件的损耗在有限空间达到了几十千瓦，然而采用传统的风冷式已经很难满足高损耗功率元件的需求，水冷散热技术正逐步取代风冷式散热，水冷式使用冷却液在泵的带动下强制循环带走散热器的热量，与风冷式相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小的优点，是一种广泛应用于工业大功率电子元器件的散热方式。为了更有效地将产生的热量从功率元件散发出去，对水冷板结构散热性能的需求也在不断增加。
[0003]常见的水冷板流道形状有平行式和串联式、螺旋式等。但不同结构的流道设计造成流道分流不均、流道压差过大等问题。因此，在设计流道时，需要综合考虑不同流道的优缺点，在提高散热性能的同时，对降低流道的压降，提高水冷板的均温性显得尤为重要。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种新型压管式IGBT水冷板，该水冷板采用压管式制作工艺，结构采用改进型S形流道设计。本发明的一种新型压管式IGBT水冷板结构简单、加工方便、工艺成本低、散热效果好、均温性好及可靠性高等特点。
[0005]为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种新型压管式IGBT水冷板，包括水冷板基板和改进型S形流道，其特征在于，所述的水冷板基板材料采用铝质结构；所述的水冷板基板上通过CNC铣槽技术加工出S形流道槽腔；所述的改进型S形流道嵌压在水冷板基板槽腔中。
[0007]本发明所述的一种新型压管式IGBT水冷板中，改进型S形流道和槽腔之间填充微量的高导热性环氧树脂。
[0008]本发明所述的一种新型压管式IGBT水冷板中，通过CNC表面外型加工处理将改进型S形流道压扁，并保证流道铜管露出平面与水冷板在同一平面。
[0009]本发明所述的一种新型压管式IGBT水冷板中，改进型S形流道呈螺旋S形，且为单根管路。
[0010]本发明所述的一种新型压管式IGBT水冷板中，改进型S形流道采用进出流道交错式排列。
[0011]本发明所述的一种新型压管式IGBT水冷板中，改进型S形流道内装有弹簧片扰流
目.ο
[0012]本发明所述的一种新型压管式IGBT水冷板中，改进型S形流道的进水口位于水冷板的外侧；改进型S形流道的出水口位于水冷板的内侧。
[0013]相比现有的技术，本发明具有的优点和积极效果为:
[0014]1.本发明提出了一种新型压管式IGBT水冷板，水冷板的流道采用了单管改进S形流道，通过采用热分析软件对水冷板进行仿真分析，在相同的进口流速和温度下，相比于传统U形流道水冷板、传统S形流道水冷板，改进S形流道水冷板更具有良好的散热性能，且均温性更好，进出口压差较小。
[0015]2.本发明一种新型压管式IGBT水冷板中改进型S形流道和槽腔之间填充微量的高导热性环氧树脂提高了水冷板的散热性能。
[0016]3.本发明一种新型压管式IGBT水冷板采用改进型S形流道有利于气泡的排除，有效减小流阻，避免拐角处的气蚀；改进型S形流道内设有弹簧片扰流装置，可实现充分的热交换，从而可以带走IGBT模块上更多的热量。
[0017]4.本发明结构简单、加工方便、工艺成本低、散热效果好、均温性好、可靠性高、性能稳定可广泛应用于大功率电子元器件的散热装置领域。
【附图说明】
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[0018]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
[0019]图1是本发明一种新型压管式IGBT水冷板结构示意图；
[0020]图2是本发明一种新型压管式IGBT水冷板分解示意图；
[0021]图3是本发明中改进型S形流道结构示意图；
[0022]图4是本发明中改进型S形流道结构剖视图；
[0023]各图中的附图标记及其对应的部件名称如下:
[0024]其中为基板，2为改进型S形流道，3为槽腔，4为弹簧片，5为进水口，6为出水
□ O
【具体实施方式】
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[0025]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0026]如图1和图2所示，一种新型压管式IGBT水冷板，包括水冷板基板I和改进型S形流道2 ;水冷板基板I材料采用铝质结构，水冷板基板I上通过CNC铣槽技术加工出S形流道槽腔3，改进型S形流道2嵌压在水冷板基板I的槽腔3中；并通过CNC表面外型加工处理将改进型S形流道2压扁，并保证改进型S形流道2铜管露出平面与水冷板基板I在同一平面。
[0027]特别的，所述改进型S形流道2和槽腔3之间填充微量的高导热性环氧树脂。
[0028]特别的，所述改进型S形流道2呈螺旋S形，且为单根管路。
[0029]特别的，所述改进型S形流道2采用进出流道交错式排列。
[0030]特别的，所述改进型S形流道2内装有弹簧片4扰流装置。
[0031]特别的，所述改进型S形流道2的进水口 5位于水冷板的外侧；改进型S形流道2的出水口 6位于水冷板的内侧。
[0032]本发明提出了一种新型压管式IGBT水冷板，水冷板的流道采用了单管改进型S形流道2，和传统U形、S形流道水冷板相比，改进型S形流道2水冷板更具有良好的散热性能，且均温性更好，进出口压差较小。本发明采用改进型S形流道2有利于气泡的排除，有效减小流阻，避免拐角处的气蚀，改进型S形流道2内设有弹簧片4扰流装置，可实现充分的热交换，从而可以带走IGBT模块上更多的热量。本发明结构简单、加工方便、工艺成本低、散热效果好、均温性好、可靠性高、性能稳定可广泛应用于大功率电子元器件的散热装置领域。
[0033] 根据上述说明书的阐述，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明。
【主权项】
1.一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于一种新型压管式IGBT水冷板由基板(I)和改进型S形流道(2)组成。
2.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于水冷板基板(I)通过CNC铣槽技术加工出S形流道槽腔(3)，改进型S形流道(2)嵌压在水冷板基板(I)的槽腔(3)中。
3.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于改进型S形流道(2)和槽腔(3)之间填充微量的高导热性环氧树脂。
4.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于改进型S形流道(2)通过CNC表面加工处理压扁，改进型S形流道(2)铜管露出平面与水冷板基板(I)在同一平面。
5.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于改进型S形流道(2)为单根管路且呈螺旋S形。
6.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于改进型S形流道(2)采用进出流道交错式排列。
7.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于改进型S形流道(2)内装有弹簧片(4)扰流装置。
8.如权利要求1所述的一种新型压管式IGBT水冷板，其特征在于改进型S形流道(2)的进水口(5)位于水冷板的外侧，改进型S形流道的出水口(6)位于水冷板的内侧。
【专利摘要】本发明提供了一种新型压管式IGBT水冷板，新型压管式IGBT水冷板上表面安装IGBT元件、并搭配一定的电气部件和控制电路；水冷板内部嵌有改进型S形流道，且改进型S形流道通过表面加工处理使铜管露出平面与水冷板在同一平面；改进型S形流道内装有弹簧片扰流装置；改进型S形流道的进水口位于水冷板的外侧；改进型S形流道的出水口位于水冷板的内侧；本发明一种新型压管式IGBT水冷板，能够有效的避免气泡和水路死区；改进型S形流道采用进出流道交错式排列，具有更好的散热性能，并且均温性更好，进出口压差较小；新型压管式IGBT水冷板具有制作工艺简单、工时短、成本低、均温性好、高效散热特点。
【IPC分类】H01L23-473
【公开号】CN104681515
【申请号】CN201510108537
【发明人】严天宏, 陈夏琨, 岳双龙, 牛彦杰
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月12日