电力电子散热板及散热器的制作方法

本实用新型涉及一种热交换器，特别是涉及一种电力电子散热板及散热器。

背景技术：

电力电子技术中功率器件被广泛使用。功率器件工作时由于损耗产生的热量，会导致功率器件芯片温度升高，轻则造成效能的降低和使用寿命的缩短，重则造成功率器件的失效和芯片的炸毁。

为了保证功率器件的正常工作，必须及时有效地将热量散去。现有技术采用热超导散热翅片，利用其内部管路内的传热工质将热量传导至整个散热翅片表面，达到快速散热的目的。

现有的散热器包括散热基板及插设于散热基板上的散热翅片，而现有的散热翅片均为板状结构，仅由两块薄板复合而成，且散热翅片的边缘部分并未设置有散热管路；当所述散热翅片插设于散热基板上时，散热翅片插入至散热基板内的部分为无散热管路的部分，且散热翅片与散热基板直接接触的面积较小，散热器具有较高的热阻，从而阻碍了热量从散热器基板快速向具有散热管路的散热翅片部分传导，使得散热器的散热效率较低、可靠性较差；若要增加现有散热器的散热效率，散热器中需要设置较多的散热翅片，使得散热器的体积及重量较大、成本较高。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电力电子散热板及散热器，用于解决现有技术中的散热器由于散热翅片与散热基板的接触面积较小而导致的散热效率较低、可靠性较差的问题，以及现有技术中的散热器增加散热效率需要增设散热翅片而导致的散热器体积及重量较大、成本较高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电力电子散热板，所述电力电子散热板包括：

第一板材，所述第一板材包括主体部及延伸部；所述主体部的表面为平面；所述延伸部位于所述主体部的一端；

第二板材，贴置于所述主体部远离所述延伸部的表面，与所述主体部共同构成复合板式结构；所述第二板材与所述主体部之间形成有散热管路，所述散热管路为封闭管路，所述散热管路内填充有传热工质；所述第二板材远离所述主体部的表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构。

可选地，所述延伸部于所述主体部远离所述第二板材的一侧呈平板状延伸。

可选地，所述延伸部于所述主体部远离所述第二板材的一侧呈弯折状延伸。

可选地，所述延伸部于所述主体部远离所述第二板材的一侧呈螺旋状延伸。

可选地，所述散热管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个u形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任意一种以上的任意组合。

可选地，所述主体部与所述延伸部一体成型。

可选地，所述电力电子散热板设置有所述延伸部的一端为插置端，所述延伸部的高度小于等于所述散热管路至所述插置端的距离。

可选地，所述电力电子散热板设置有所述延伸部的一端为插置端，所述延伸部的高度大于所述散热管路至所述插置端的距离。

本实用新型还提供一种散热器，所述散热器包括：

散热器基板，表面设有沟槽；

如上述任一方案中所述的电力电子散热板，设置有所述延伸部的一端插置于所述沟槽内。

可选地，所述散热器还包括烧结芯热管，所述烧结芯热管埋设于所述散热器基板内。

如上所述，本实用新型的电力电子散热板及散热器，具有以下有益效果：

本实用新型的电力电子散热板通过将第一板材设置为主体部及位于主体部一端的延伸部，在将电力电子散热板设有延伸部的一端插设于散热基板上时，由于延伸部的厚度大于主体部的的厚度，从而可以增大电力电子散热板与散热基板的接触面积，减小电力电子散热板与散热基板的热阻，相较于现有技术中的散热器，在散热基板上插设相同电力电子散热板的情况下，可以提高电力电子散热板与散热基板组成的散热器的散热效率，提高散热器的可靠性；相较于现有技术中的散热器，在达到相同散热效果及可靠性的前提下，可以减少电力电子散热板的数量，使得散热器的体积及重量较小，成本较低；

本实用新型的散热器中的电力电子散热板通过将第一板材设置为主体部及位于主体部一端的延伸部，电力电子散热板设有延伸部的一端插设于散热基板内，由于延伸部的厚度大于主体部的厚度，从而可以增大电力电子散热板与散热基板的接触面积，减小电力电子散热板与散热基板的热阻，相较于现有技术中的散热器，在散热基板上插设相同电力电子散热板的情况下，可以提高散热器的散热效率，提高散热器的可靠性；相较于现有技术中的散热器，在达到相同散热效果及可靠性的前提下，可以减少电力电子散热板的数量，使得散热器的体积及重量较小，成本较低。

附图说明

图1及图2显示为本实用新型实施例一中提供的不同示例的电力电子散热板结构示意图。

图3及图4显示为本实用新型实施例二中提供不同示例的电力电子散热板的结构示意图。

图5显示为本实用新型实施例三中提供的散热器的结构示意图。

元件标号说明

1电力电子散热板

11第一板材

111主体部

112延伸部

12第二板材

121凸起结构

13散热管路

2散热器基板

3功率器件

d1延伸部的高度

d2散热管路至插置端的距离

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种电力电子散热板1，所述电力电子散热板1包括第一板材11，所述第一板材包括11主体部111及延伸部112；所述主体部111的表面为平面，具体的，所述主体部111相对的两个表面均为平面；所述延伸部112位于所述主体部112的一端；第二板材12，所述第二板材12贴置于所述主体部111远离所述延伸部112的表面，所述第二板材12与所述主体部111共同构成复合板式结构；所述第二板材12与所述主体部111之间形成有散热管路13，所述散热管路13为封闭管路，所述散热管路13内填充有传热工质(未示出)；所述第二板材12远离所述主体部111的表面形成有与所述散热管路13相对应的凸起结构121。

作为示例，所述电力电子散热板1可以包括热超导板，所述热超导板基于热超导传热技术实现传热。一种热超导技术为在密封的相互连通的微槽道系统(即本实施例中所述的散热管路13)内充装所述传热工质，通过所述传热工质的蒸发或冷凝相变实现热超导传热的热管技术；另一中热超导技术为通过微槽道系统中所述传热工质微结构状态，即在传热过程中，液态的所述传热工质的沸腾(或气态的所述传热工质的冷凝)被抑制，并在此基础上达到所述传热工质微结构的一致性，而实现高效传热的相变抑制(pci)传热技术。

作为示例，所述传热工质为流体，优选地，所述传热工质可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质为液体与气体的混合物。

作为示例，所述主体部111与所述第二板材12可以通过辊压工艺或焊接工艺等复合在一起。

作为示例，所述主体部111的形状可以与所述第二板材12的形状相同，且所述主体部111的尺寸可以与所述第二板材12的尺寸相同；譬如，如图1及图2中所示的所述主体部111的上端与所述第二板材12的上端相平齐，如图1及图2中所示的所述主体部111的下端与所述第二板材12的下端相平齐。

作为示例，所述第一板材11及所述第二板材12的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一板材11及所述第二板材12的材料均可以包括铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、或任意一种以上的任意组合。

作为示例，所述散热管路13可以通过吹胀工艺形成。

作为示例，所述散热管路13的形状(即沿平行于所述第二板材12的表面的截面的形状)可以为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个u形，、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。

作为示例，所述散热管路13分布区域的面积小于所述主体部111的表面的面积及所述第二板材12的表面的面积，即所述复合板式结构的边缘区域为非管路区域，亦即所述复合板式结构的边缘区域未设置所述散热管路13。

作为示例，所述主体部111的厚度可以与所述第二板材12的厚度相同。

在一示例中，如图1所示，所述延伸部112于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈平板状延伸；即所述第一板材11的一端(即所述第一板材11中所述主体部111与所述延伸部112叠置区域)的厚度大于所述第一板材11其他部分的厚度，且大于同一端所述第二板材12的厚度；亦即，所述第一板材11呈l型，l型所述第一板材11的折弯部的厚度大于l型所述第一板材11其他部分的厚度。

在另一示例中，如图2所示，所述延伸部112于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈弯折状延伸；具体的，所述延伸部112可以于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈方波状延伸(如图2所示)，也可以于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈正弦波状延伸，还可以于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈三角波状延伸等等。

在又一示例中，所述延伸部112于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈螺旋状延伸；具体的，所述延伸部112于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈矩形螺旋状延伸，也可以于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈圆形螺旋状延伸等等。

作为示例，所述主体部111的宽度、所述延伸部112的宽度及所述第二板材12的宽度相同；需要说明的是，所述主体部111的宽度、所述延伸部112的宽度及所述第二板材12的宽度均为垂直于纸面方向的尺寸。

作为示例，所述主体部111与所述延伸部112可以一体成型，即所述主体部111与所述延伸部112一体连接，亦即所述主体部111与所述延伸部112可以为同一块板材加工而成；譬如，当所述延伸部112于所述主体部111远离所述第二板材12的一侧呈弯折状或螺旋状延伸时，所述第一板材11可以为通过将一块板材的一端向一侧弯折呈弯折状或螺旋状后通过机械挤压工艺等压紧而形成。

作为示例，所述电力电子散热板1设置有所述延伸部112的一端为插置端(即如图1及图2中所述电力电子散热板1的下端)，所述延伸部112的高度d1小于等于所述散热管路13至所述插置端的距离d2。

本实施例中所述延伸部112上下表面(即所述延伸部112沿高度方向上相对的两表面)的温差与所述延伸部112的热阻满足如下公式为：

δt＝ploss×rth

其中，δt为所述延伸部112上下表面的温差，ploss为热源的功率，rth为所述延伸部112的热阻。又，所述延伸部112的热阻rth满足如下公式：

其中，l为所述延伸部112上下表面之间的长度(即所述延伸部112的厚度d1)，λ为所述延伸部112的导热系数，s为传热面积。

由上述公式可知，热阻与传热面积成反比。在现有技术中，散热翅片中的第一板材与第二板材的厚度相同(现有技术中的第一板材相当于本申请中所述主体部111)，且均较小，散热翅片插设于散热基板上后与散热基板的接触面积较小，即现有技术中心的散热翅片与散热基板的传热面积较小，从而使得二者之间的热阻较大，影响散热器的散热效率。本实用新型的所述电力电子散热板1通过将所述第一板材11设置为所述主体部111及位于所述主体部111一端的所述延伸部112，在将所述电力电子散热板1设有所述延伸部112的一端插设于散热基板上时，由于所述延伸部112的厚度(即所述延伸部112沿垂直于所述主体部111表面方向的尺寸)明显大于所述主体部111的厚度，从而可以增大所述电力电子散热板1与所述散热基板的接触面积，即可以增大所述电力电子散热板1与所述散热基板的传热面积，减小所述电力电子散热板1与散热基板的热阻，相较于现有技术中的散热器，在所述散热基板上插设相同所述电力电子散热板1的情况下，可以提高所述电力电子散热板1与所述散热基板组成的散热器的散热效率，提高所述散热器的可靠性；相较于现有技术中的所述散热器，在达到相同散热效果及可靠性的前提下，可以减少所述电力电子散热板1的数量，使得所述散热器的体积及重量较小，成本较低。

实施例二

请结合图1及图2参阅图3及图4，本实施例还提供一种电力电子散热板1，本实施例中所述的电力电子散热板1的结构与实施例一中所述的电力电子散热板1的结构大致相同，二者的区别在于：实施例一中，所述电力电子散热板1设置有所述延伸部112的一端为插置端(即如图1及图2中所述电力电子散热板1的下端)，所述延伸部112的高度d1小于等于所述散热管路13至所述插置端的距离d2；而本实施例中，所述延伸部112的高度d1大于所述散热管路13至所述插置端的距离d2，即本实施中，所述延伸部112在所述主体部111与所述第二板材12复合而成的复合板式结构表面的正投影与所述散热管路13的分布区域至少部分重合，这样可以增大所述电力电子散热板1中具有所述散热管路13的部分与没有所述散热管路13的边缘区域的接触面积，在所述电力电子散热板11插设于散热基板上时，可以使得所述散热基板上的热量快速传导至所述电力电子散热板1具有所述散热管路13的部分，进而将热量快速传导至所述电力电子散热板1的整个表面，从而进一步提高所述电力电子散热板11与所述散热基板组成的散热器的散热能力。

实施例三

请结合图1至图4参阅图5，本实用新型还提供一种散热器，所述散热器包括：散热器基板2，所述散热器基板2的表面设有沟槽(未示出)，具体的，可以为所述散热器基板2的上表面设有所述沟槽；如实施例一或实施例二中所述的电力电子散热板1，所述电力电子散热板1设置有所述延伸部112的一端插置于所述沟槽内。

作为示例，所述沟槽的侧壁可以与所述散热器基板2的表面相垂直；所述电力电子散热板1设置有所述延伸部112的一端垂直插入至所述沟槽内，且所述电力电子散热板1通过机械挤压工艺、导电胶粘结工艺或钎焊焊接工艺于所述散热器基板2固定连接。

作为示例，所述沟槽的数量可以根据实际需要进行设定，此处不做限定。所述沟槽可以于所述散热器基板2的表面沿所述沟槽延伸的方向贯穿所述散热器基板2的表面。

作为示例，所述散热器基板2的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述散热器基板2的材料均可以包括铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、或任意一种以上的任意组合。所述散热器基板2的材料可以与所述第一板材11及所述第二板材12的材料相同，也可以与所述第一板材11及所述第二板材12的材料不同；优选地，本实施例中，所述第一板材11的材料、所述第二板材的材料12及所述散热器基板2的材料均相同。

作为示例，所述散热器还可以包括烧结芯热管(未示出)，所述烧结芯热管埋设于所述散热器基板2内。所述烧结芯热管为由一定目数的金属粉末烧结在一金属管的内壁上而形成的与管壁一体的烧结粉末管芯，烧结于所述金属管内部上的金属粉末形成吸液芯毛细结构，使得所述烧结芯热管具有较高的毛细抽吸力，使所述烧结芯热管的导热方向不受重力的影响，且烧结吸液芯毛细结构强化了蒸发吸热和冷凝放热，较大地提高了热管的导热能力和传输功率，使得所述烧结芯热管具有较大的轴向当量导热系数(是铜的几百倍到上千倍)。在所述散热器基板2内埋设所述烧结芯热管，可以使得设置于所述散热器基板2表面的功率器件3产生的热量快速扩散至所述散热器基板2的其他位置，使得所述散热器基板2上热分布比较均匀，有效地提高了散热器的散热效率和散热能力。

本实施例中所述的散热器的工作原理为：位于所述散热器基板2表面的所述功率器件3工作时产生的热量经由所述烧结芯热管迅速传到至整个所述散热器基板2，所述散热器基板2将热量快速传导至所述电力电子散热板1，所述电力电子散热板1内的所述散热管路13中的所述传热工质将热量迅速传到至整个所述电力电子散热板1的表面，再由流经所述电力电子散热板1间隙的空气流将热量带走。

本实用新型所述的散热器中的所述电力电子散热板1通过将所述第一板材11设置为所述主体部111及位于所述主体部111一端的所述延伸部112，所述电力电子散热板1设有所述延伸部112的一端插设于所述散热基板2内，由于所述延伸部112的厚度明显大于所述主体部111的厚度，从而可以增大所述电力电子散热板1与所述散热基板2的接触面积，减小所述电力电子散热板1与所述散热基板2的热阻，相较于现有技术中的散热器，在散热基板上插设相同电力电子散热板的情况下，可以提高所述散热器的散热效率，提高所述散热器的可靠性；相较于现有技术中的散热器，在达到相同散热效果及可靠性的前提下，可以减少所述电力电子散热板1的数量，使得所述散热器的体积及重量较小，成本较低。

综上所述，本实用新型提供一种电力电子散热板及散热器，所述电力电子散热板包括：第一板材，所述第一板材包括主体部及延伸部；所述主体部的表面为平面；所述延伸部位于所述主体部的一端；第二板材，贴置于所述主体部远离所述延伸部的表面，与所述主体部共同构成复合板式结构；所述第二板材与所述主体部之间形成有散热管路，所述散热管路为封闭管路，所述散热管路内填充有传热工质；所述第二板材远离所述主体部的表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构。本实用新型的电力电子散热板通过将第一板材设置为主体部及位于主体部一端的延伸部，在将电力电子散热板设有延伸部的一端插设于散热基板上时，由于延伸部的厚度大于主体部的厚度，从而可以增大电力电子散热板与散热基板的接触面积，减小电力电子散热板与散热基板的热阻，相较于现有技术中的散热器，在散热基板上插设相同电力电子散热板的情况下，可以提高电力电子散热板与散热基板组成的散热器的散热效率，提高散热器的可靠性；相较于现有技术中的散热器，在达到相同散热效果及可靠性的前提下，可以减少电力电子散热板的数量，使得散热器的体积及重量较小，成本较低；本实用新型的散热器中的电力电子散热板通过将第一板材设置为主体部及位于主体部一端的延伸部，电力电子散热板设有延伸部的一端插设于散热基板内，由于延伸部的厚度大于主体部的厚度，从而可以增大电力电子散热板与散热基板的接触面积，减小电力电子散热板与散热基板的热阻，相较于现有技术中的散热器，在散热基板上插设相同电力电子散热板的情况下，可以提高散热器的散热效率，提高散热器的可靠性；相较于现有技术中的散热器，在达到相同散热效果及可靠性的前提下，可以减少电力电子散热板的数量，使得散热器的体积及重量较小，成本较低。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。