专利名称：一种功率半导体元器件用水冷散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水冷散热器，特别是一种功率半导体元器件用水冷散热器。属于功率半导体元器件(整流管、晶闸管、IGBT、IGCT、模块等)用水冷散热器技术领域。
背景技术：
传统的标准水冷散热器的结构如图1所示。基体1内为空阔的行腔2，进、出口3设在腔体外壁并与行腔2连通。行腔2内有若干立柱4规则排列，一方面起散热和热交换作用，使水紊流并将腔体表面的热量传递给冷水；另一方面也可支撑腔体的上、下两个面，使基体1能承受足够的压力。由于进、出口3靠得很近，因而，在冷水从进口流入行腔2并充满行腔2后，再从出口流出的过程中，便会出现在靠近进、出口3区域的水会很快流出，温度较低；而在远离进、出口3区域的水则水流缓慢，甚至形成死角，则水温较高。其不足之处一是水的热交换效率不高，散热效果不理想；二是使功率半导体元器件长期处于不均衡的热负荷工作状态，温度高的区域容易疲劳致使元器件损坏和失效，也影响整机运行可靠性；三是水流死角特别容易在腔体内积水垢，使散热效果差。从检测和实际使用经验看，现有散热器对1500A以下的功率元器件，散热效果能满足，但更大功率元器件的散热就明显不足，即使加大腔体或水的流速，亦改善不明显，浪费材料和水资源。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种适用于功率半导体元器件散热、且散热效果好的水冷散热器。
本实用新型的技术解决方案是一种功率半导体元器件用水冷散热器，包括基体和设置在该基体上的进、出口，其特征是在基体内开有与进、出口直接连通的肠道式沟槽。
本实用新型技术解决方案中所述的沟槽呈肠道形迂回排布。
本实用新型技术解决方案中所述的沟槽可以是1-3个互相独立的沟槽。
本实用新型技术解决方案中所述的基体可以是圆盘形的。
本实用新型技术解决方案中所述的基体还可以是平板形的。
本实用新型技术解决方案中所述的沟槽内壁可以是光滑的，主要转折处圆滑过渡。
本实用新型由于在基体内开有与进、出口直接连通的肠道式沟槽，因而，弯弯曲曲的肠道式沟槽不仅可保证有足够的接触散热面积，而且可保证冷水从进口流入后直接沿沟槽流出出口，使整个散热区域均匀散热，避免了传统散热器在靠近进、出口区域散热好而远离进、出口区域散热差的不足。本实用新型由于将沟槽呈肠道形迂回排布，因而可使整个基体散热均匀。本实用新型由于可开有1-3个互相独立的沟槽，因而可根据功率半导体元器件的散热需要设置，以保证更高要求的散热需要。本实用新型由于可采用圆盘形、平板形基体，因而可满足更多不同形状的功率半导体元器件的散热需要。本实用新型由于将沟槽内壁设计成光滑的，主要转折处圆滑过渡，因而可减小流阻并避免结垢。本实用新型克服了现有技术的不足，使热阻降低45％～60％。本实用新型主要用于功率半导体元器件散热，特别适用于1500A以上的功率半导体元器件的水冷散热，改善极为明显。
图1是传统水冷散热器的结构示意图；图2是本实用新型圆盘式散热器结构示意图；图3是本实用新型平板式散热器结构示意图；图4是本实用新型双通道沟槽式散热器结构示意图。
具体实施方式
圆盘式散热器如图2所示。进、出口3与图1中的进、出口3相同。基体5内开有肠道式沟槽6。沟槽6呈肠道形迂回排布，首、尾处分别与进、出口3连通，且沟槽6中间无岔道，是单管型。沟槽6槽壁光滑，且主要转折处圆滑过渡，以减小流阻并避免结垢。
平板式散热器如图3所示。基体7为平板矩形，进、出口9设置在基体7的一个侧壁上，沟槽8在基体7内呈肠道式迂回排布。沟槽8槽壁光滑，主要转折处过渡圆滑。基体还可以是平板三角形、平板多边形等。
双通道槽沟式散热器如图4所示。基体10仍为平板矩形。基体10内开有两个相互独立的肠道式沟槽11、12，两沟槽11、12分两个散热区域迂回排布。两沟槽11、12槽壁光滑、主要转折处过渡圆滑。进口13、出口14为两套，分别与两个沟槽11、12对应。进口可以是单一进口。出口可以是单一出口，也可以是根据沟槽数设置对应相同数目的出口。
权利要求1.一种功率半导体元器件用水冷散热器，包括基体(5、7、10)和设置在该基体(5、7、10)上的进、出口(3、9、13、14)，其特征是在基体(5、7、10)内开有与进、出口(3、9、13、14)直接连通的肠道式沟槽(6、8、11、12)。
2.根据权利要求1所述的一种功率半导体元器件用水冷散热器，其特征是所述的沟槽(6、8、11、12)呈肠道形迂回排布。
3.根据权利要求1或2所述的一种功率半导体元器件用水冷散热器，其特征是所述的沟槽(6、8、11、12)是1-3个互相独立的沟槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种功率半导体元器件用水冷散热器，其特征是所述的基体(5)是圆盘形的。
5.根据权利要求1或2所述的一种功率半导体元器件用水冷散热器，其特征是所述的基体(7)是平板形的。
6.根据权利要求1或2所述的一种功率半导体元器件用水冷散热器，其特征是所述的沟槽(6、8、11、12)内壁是光滑的，主要转折处圆滑过渡。
专利摘要本实用新型是有关一种功率半导体元器件用水冷散热器，属于功率半导体元器件如整流管、晶闸管、IGBT、IGCT、模块等用水冷散热器技术领域。它主要是解决现有水冷散热器热交换效率不高，散热区域散热不均匀和腔体内易积水垢的问题。它的主要特征是包括基体和设置在该基体上的进、出口，在基体内开有与进、出口直接连通的肠道式沟槽。本实用新型具有散热均匀、散热效果好的特点，可使热阻降低，主要用于功率半导体元器件散热，特别适用于1500A以上的功率半导体元器件的水冷散热，散热效果明显。
文档编号H01L23/34GK2798313SQ200520095880
公开日2006年7月19日 申请日期2005年4月9日 优先权日2005年4月9日
发明者颜家圣, 邹宗林, 吴拥军, 羊伯平 申请人:襄樊台基半导体有限公司