散热器底板以及具有其的散热器和igbt模组的制作方法_2

文档序号:10301711阅读:来源:国知局
32]其中,第一表层11上与冷却液接触部分的面积为SI,第一表层11上与每个散热柱20相接触部分的面积为S2,180 ^ S1/S2 ^ 800。可以理解的是,满足上述关系式的散热器底板100可以使得第一表层11与冷却液接触部分的面积SI设计合理,还可以使得第一表层11与N个散热柱20接触部分的面积S2设计合理,从而可以使得第一表层11和N个散热柱20分别与冷却液热交换稳定且可靠,可以在保证足够大散热面积的同时,很好的降低冷却液流阻,提高散热效率。优选地,200 ( S1/S2 ( 500。
[0033]其中,散热柱20的数量满足关系式:300 < N < 650。满足上述关系式的散热柱20可以在保证散热柱20与冷却液热交换效果可靠的情况下,还可以使得散热器底板100有效减少散热柱20的数量,从而可以降低散热器底板100的加工工艺要求,还可以降低散热器底板100的脱模难度,提高散热器底板100的成品率,降低散热器底板100的生产难度,降低散热器底板100的生产成本。优选地,300 < N < 420。
[0034]由此,根据本实用新型实施例的散热器底板100,通过合理设计第一表层11与冷却液接触部分的面积SI和第一表层11与每个散热柱20接触部分的面积S2,结构设计合理,且可以保证足够大的散热面积。而且通过合理设置散热柱20的数量,很好的降低冷却液流阻,提高散热效率,可以降低散热器底板100的加工工艺要求,还可以降低散热器底板100的脱模难度,提高散热器底板100的成品率,从而可以降低散热器底板100的生产难度,降低散热器底板100的生产成本。
[0035]根据本实用新型的一个实施例,散热器底板100的散热面积为S,N个散热柱20的周壁的外表面的面积之和为S3,N个散热柱20的自由端21的端面的面积之和为S4,S =S1+S3+S4,而且40000mm2< S ^ 50000mm20由此,通过合理设置散热器底板100的散热面积S,可以使得散热器底板100的体积设置合理,而且可以保证第一表层11和N个散热柱20分别与冷却液的热交换效果,从而可以使得散热器底板100散热能力好且面积设计合理,有效保证了散热器的散热效果。
[0036]在本实用新型的一些示例中,如图2所示,从散热柱20的一端向自由端21,散热柱20的横截面的面积可以从散热柱20的一端向自由端21减小。通过合理设计每个散热柱20的固定端22的尺寸和自由端21的尺寸,可以使得每个散热柱20均与第一表层11连接稳定,而且还可以使得散热柱20结构可靠,并且有利于散热柱20与冷却液的热交换。
[0037]可选地,如图6所示,散热柱20的高度为h,其中,7.5mm彡h< 8.2mm。优选地,h=8mm。通过合理设置散热柱20的高度h,可以便于散热柱20在冷却槽30内布置,可以保证散热柱20的散热效果。
[0038]其中,对散热柱20的具体结构不做限定。根据本实用新型的一个实施例,散热柱20可以构造为锥形结构,散热柱20的横截面可以为圆形,散热柱20的一端的半径与自由端21的半径之比为a,1.2< α <1.8。如图2所示,散热柱20的自由端21的半径为rl,散热柱20的固定端22的半径为r2,a = r2/rl0满足上述关系式的散热柱20结构可靠,而且与冷却液接触部分的面积较大,可以便于散热柱20与冷却液之间的热交换,充分保证散热器的散热效果。优选地,α = 1.69。
[0039]在本实用新型的一些示例中,如图5和图6所示,冷却液适于盛放在冷却槽(图未示出)中,冷却槽适于与第一表层11相连,而且散热柱20的自由端21距离冷却槽的底壁的最小距离为LI,0.2毫米< LI < 2毫米。可以理解的是,散热柱20的长度受到冷却槽的深度限制,从而可以合理设置冷却槽的深度,使得散热柱20的长度合理。满足上述关系式的冷却槽和散热柱20可以降低冷却槽对散热柱20的干涉,而且可以保证散热柱20的正常工作。
[0040]在本实用新型的一个可选的实施方式中,如图4所示,相邻两个散热柱20的距离可以为L2,0.4毫米< L2 < 1.1毫米。满足上述关系式的相邻两个散热柱20的距离L2可以使得N个散热柱20在第一表层11上设置合理,而且至少一定程度上可以降低相邻两个散热柱20之间的互相干涉,从而可以保证每个散热柱20与冷却液的正常热交换,进而可以保证散热器底板100的正常工作。
[0041]可选地,任意相邻两个散热柱20可以构成一组,其中一组的L2与其余组中的一组的L2可以不相等。由此,可以理解的是,相邻两个散热柱20的距离L2可以根据实际生产情况进行调节,从而至少一定程度上可以降低散热器底板100的生产难度。例如,邻近第一表层11的边角设置的两个相邻散热柱20之间的距离L2可以根据具体情况调节。
[0042]下面给出一种散热器底板100的N个散热柱20的具体布置形式,但不限于此,其中,N个散热柱20的数量N = 368,第一组的L2 = 0.62毫米,第二组的L2 = 1.038毫米,其余组的L2满足如下条件:0.62毫米< L2 ( 1.04毫米。可以理解的是,相邻两个散热柱20之间的距离L2最小可以为0.62毫米,而且最大可以为1.04毫米。由此,散热柱20的布置合理,脱模容易,成品率高。
[0043]可选地,每个散热柱20的拔模角β可以为2度-4度。其中,一个散热柱20的拔模角β与另一个散热柱20的拔模角β可以不同,也可以相同。拔模角β满足上述角度范围的散热柱20至少一定程度上可以降低散热器底板100的脱模难度,提高散热器底板100的生产成品率。
[0044]优选地,拔模角β为2度的散热柱20的散热效果要稍稍优于拔模角β为4度的散热柱20的散热效果,但是并无明显提升,由于增大拔模角β可以更利于拔模,而且能够保证进出口压差最小,散热柱20的拔模角β使用时可根据工艺难度及实际需求来定。
[0045]优选地,本体部13、第一表层11、第二表层12可以和散热柱20通过气压渗流法压铸一体成型。由此,一体成型的散热器底板100结构强度高,使用寿命长,而且制造工艺简单。
[0046]可选地,本体部13可以为体积分数为60 % -70 %的铝碳化硅制成。其中,体积分数指的是碳化硅的体积与Al+碳化硅体积的比值。可以理解的是,采用上述比例制成的本体部13结构可靠,而且热交换能力好,且保散热效率的同时,制造成本低。可选地,散热柱20可以为铝柱或者铝合金柱,第一表层11和第二表层12可以均为铝层或者铝合金层。由此,可以便于电器元件和第二表层12之间的热交换,可以便于冷却液分别与第一表层11和散热柱20的热交换,且制造成本降低。优选地,本体部13可以为体积分数为65 %的铝碳化娃制成。
[0047]下面给出一组根据本实用新型实施例的散热器底板100的数值设定,但本实用新型并不限于此。40000平方毫米< S ( 50000平方毫米,N = 368,S1/S2 = 229.284,散热柱 20 的高度 h = 8mm,α = 1.69,LI = 0.4mm,
[0048]参照图7所示,其中图1和图3为40000平方毫米< S ^ 50000平方毫米,N =368,S1/S2 = 229.284的散热器底板100,通过试验结果可以看出:本实用新型实施例的散热器底板100在IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor-绝缘棚.双极型晶体管)A相、B相和C相对应的最高温度均可满足实际IGBT散热要求。
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