一种IGBT模块散热结构的制作方法

一种igbt模块散热结构
技术领域
1.本发明涉及igbt散热技术领域，具体为一种igbt模块散热结构。


背景技术：

2.igbt，绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有mosfet的高输入阻抗和gtr的低导通压降两方面的优点，igbt模块因其开关速度高、损耗小、通态压降低、输入阻抗高及耐脉冲电流冲击等特点被广泛应用于工业变频、智能电网、光伏、电动汽车等领域。
3.随着电子技术的发展，电子器件越来越向高频、高速、模块化方向发展，大功率的6寸元器件以及大功率的igbt模块的广泛应用使得电子器件所产生的热量一直在增加，资料表明电子设备运行出错55％都是由过热造成的，因此电子器件冷却越来越成为电子产品开发、研制中非常重要的环节。常需要使用到散热装置对其进行散热，散热的好坏直接影响到电子产品的成本、可靠性、以及工作性能，现有的水冷绝缘栅双极型晶体管igbt模块在使用过程中通常其散热结构较为单一，使得其散热效果不佳。
4.因此亟需设计一种igbt模块散热结构来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种igbt模块散热结构，以解决上述背景技术中提出的igbt模块在使用过程中通常其散热结构较为单一，使得其散热效果不佳的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种igbt模块散热结构，包括igbt模块，所述igbt模块的下表面固定连接有第一导热基板，所述第一导热基板远离igbt模块的一端下表面开设有第一安装槽，所述第一安装槽的内部固定连接有水冷板，所述igbt模块的上表面固定连接有第二导热基板，所述第二导热基板的远离igbt模块的一端上表面固定连接有多个第二导热条，所述第二导热基板的上表面固定连接有与第二导热条相适配的第三导热基板，所述第三导热基板的上表面中部固定连接有多个散热翅片，所述第三导热基板的上表面且位于多个散热翅片的外部固定连接有密封箱。
7.优选的，所述第一导热基板的大小大于igbt模块的大小，所述第一安装槽的内顶壁开设有多个沟槽，多个所述沟槽呈等间距分布。
8.优选的，所述水冷板靠近第一导热基板的一端上表面固定连接有与沟槽相适配的第一导热条，所述第一导热条通过锡膏固定连接在沟槽的内部，且igbt模块的上端位于第一安装槽的内部并与第一导热基板通过锡膏锡焊固定连接。
9.优选的，所述第二导热基板的大小与igbt模块的大小相同，所述第三导热基板的大小大于第一导热基板的大小，且第三导热基板靠近第二导热基板的一端下表面开设有与第二导热基板相适配的第二安装槽，多个所述第二导热条呈阵列分布，且第二导热条的截面呈梯形设置，所述第二安装槽的内顶壁开设有与第二导热条相适配的梯形槽，所述第二导热条和第二导热基板均通过锡膏锡焊固定连接在梯形槽和第二安装槽的内部。
10.优选的，所述水冷板正面内部的左右两侧对称开设有第二进水口和第二出水口，所述水冷板的内部开设有中间腔体，所述水冷板的内部且位于中间腔体的两侧对称开设有左腔体和右腔体，所述中间腔体的前端、左腔体的前端和右腔体的前端均开设有相互连通的公共流道，所述公共流道的内壁且与中间腔体中部对应的位置、左腔体中部对应的位置和右腔体中部对应的位置均固定连接有分隔条。
11.优选的，所述第二进水口和第二出水口分别与左腔体相连通和右腔体相连通，且第二进水口和第二出水口分别位于左腔体内部分隔条的左侧和右腔体内部分隔条的右侧，所述中间腔体的内部、左腔体的内部和右腔体的内部均固定连接有六个关于分隔条呈对称分布的导流条，所述导流条远离公共流道的一端和分隔条远离公共流道的一端均与相对应中间腔体的内壁不接触、左腔体的内壁不接触和右腔体的内壁不接触，所述第二进水口和第二出水口的内部分别固定连接有第二进水管和第二出水管。
12.优选的，多个所述散热翅片呈等间距分布，且散热翅片的上表面与密封箱的内顶壁固定连接，最外侧所述散热翅片与密封箱的内壁留有空间，所述密封箱的背面下端中部和正面下端中部分别开设有第一进水口和第一出水口，所述第一出水口的内部固定连接有出第二出水管。
13.优选的，所述第一出水管远离密封箱的一端通过第一连接管固定连接有微型水冷机，所述微型水冷机的出水端通过第二连接管与第二进水管固定连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.通过在igbt模块的下方设置第一导热基板，能够使igbt模块工作产生的热量通过第一导热基板进行热传递，同时第一导热基板上的第一安装槽和沟槽通过锡膏与水冷板锡焊固定，第一安装槽、沟槽和第一导热条能够增大第一导热基板与水冷板的接触面积，提高散热效率，同时沟槽与导热条相配合能够减少igbt模块因在产生热量时发生的变形，从而增加igbt模块与水冷板之间的牢固性，避免igbt模块因损坏。
16.通过在水冷板的内部设置中间腔体、左腔体、右腔体和公共流道，并在中间腔体、左腔体、右腔体的内部设置分隔条和导流条，这样使得水从第二进水口进入的水能够进入左腔体并在分隔条和导流条的导向下进入到公共流道，并通过公共流道进入到中间腔体和左腔体，最后通过第二出水口排出，使得水冷板内部的水能够均匀流动，并对第一导热基板进行均匀散热，从而提高对igbt模块的散热效率。
17.通过在igbt模块顶部设置第二导热基板，并在第二导热基板上设置截面呈梯形的第二导热条，第二导热基板和第二导热条能够增大igbt模块的散热面积，同时第三导热基板将第二导热基板和第二导热条传递的热量通过散热翅片进行散热，并通过第一进水口将水送进密封箱内，并通过第一出水管排出，这一过程中散热翅片能够对水进行导流，同时水流动的水能够将散热翅片和密封箱内的热量带出，从而提高了对igbt模块的散热效率。
18.通过设置微型水冷机，使得第一出水管排出的带有热量的水通过第一连接管进入微型水冷机内，微型水冷机能够对带有热量的水进行冷却降温，再通过微型水冷机的出水端将冷却后的水通过第二连接管和第二进水管排进水冷板内，使得冷却的水依次经过左腔体、中间腔体、公共流道和左腔体对igbt模块进行散热，最后通过第二出水口排出，使得这一循环过程能够提高对igbt模块的散热效率。
附图说明
19.图1为本发明的结构整体示意图；
20.图2为本发明主视剖视意图；
21.图3为本发明第一导热基板立体示意图；
22.图4为本发明的水冷板立体示意图；
23.图5为本发明第二导热基板立体示意图；
24.图6为本发明散热翅片立体示意图；
25.图7为本发明图2中a处放大示意图；
26.图8为本发明的水冷板内部流道分布示意图。
27.图中：1、igbt模块；2、第一导热基板；3、第一安装槽；4、沟槽；5、水冷板；6、第一导热条；7、第二进水管；8、第二出水管；9、第二导热基板；10、第二导热条；11、第三导热基板；12、散热翅片；13、密封箱；14、第一出水管；15、第一连接管；16、微型水冷机；17、第二连接管；18、第二进水口；19、第二出水口；20、中间腔体；21、左腔体；22、右腔体；23、分隔条；24、导流条；25、公共流道。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1
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8，一种igbt模块散热结构，包括igbt模块1，igbt模块1的下表面固定连接有第一导热基板2，第一导热基板2远离igbt模块1的一端下表面开设有第一安装槽3，第一安装槽3的内部固定连接有水冷板5，igbt模块1的上表面固定连接有第二导热基板9，第二导热基板9的远离igbt模块1的一端上表面固定连接有多个第二导热条10，第二导热基板9的上表面固定连接有与第二导热条10相适配的第三导热基板11，第三导热基板11的上表面中部固定连接有多个散热翅片12，第三导热基板11的上表面且位于多个散热翅片12的外部固定连接有密封箱13。
30.进一步的，如图3所示，第一导热基板2的大小大于igbt模块1的大小，第一安装槽3的内顶壁开设有多个沟槽4，多个沟槽4呈等间距分布，沟槽4能够减少igbt模块1因在产生热量时发生的变形。
31.进一步的，如图2、图3和图4所示，水冷板5靠近第一导热基板2的一端上表面固定连接有与沟槽4相适配的第一导热条6，第一导热条6通过锡膏固定连接在沟槽4的内部，且igbt模块1的上端位于第一安装槽3的内部并与第一导热基板2通过锡膏锡焊固定连接，第一安装槽3、沟槽4和第一导热条6能够增大第一导热基板2与水冷板5的接触面积，提高散热效率。
32.进一步的，如图2和图5所示，第二导热基板9的大小与igbt模块1的大小相同，第三导热基板11的大小大于第一导热基板2的大小，且第三导热基板11靠近第二导热基板9的一端下表面开设有与第二导热基板9相适配的第二安装槽，多个第二导热条10呈阵列分布，且第二导热条10的截面呈梯形设置，第二安装槽的内顶壁开设有与第二导热条10相适配的梯
形槽，第二导热条10和第二导热基板9均通过锡膏锡焊固定连接在梯形槽和第二安装槽的内部，第二导热基板9和呈梯形的第二导热条10能够增大与第三导热基板11的接触面积，提高igbt模块1的热传递效率和散热效率。
33.进一步的，如图8所示，水冷板5正面内部的左右两侧对称开设有第二进水口18和第二出水口19，水冷板5的内部开设有中间腔体20，水冷板5的内部且位于中间腔体20的两侧对称开设有左腔体21和右腔体22，中间腔体20的前端、左腔体21的前端和右腔体22的前端均开设有相互连通的公共流道25，公共流道25的内壁且与中间腔体20中部对应的位置、左腔体21中部对应的位置和右腔体22中部对应的位置均固定连接有分隔条23，中间腔体20、左腔体21、右腔体22和公共流道25能够对排进的水进行收纳，同时水能够将中间腔体20、左腔体21、右腔体22和公共流道25内部的热量带走，提高散热效率。
34.进一步的，如图4、图8所示，第二进水口18和第二出水口19分别与左腔体21相连通和右腔体22相连通，且第二进水口18和第二出水口19分别位于左腔体21内部分隔条23的左侧和右腔体22内部分隔条23的右侧，中间腔体20的内部、左腔体21的内部和右腔体22的内部均固定连接有六个关于分隔条23呈对称分布的导流条24，导流条24远离公共流道25的一端和分隔条23远离公共流道25的一端均与相对应中间腔体20的内壁不接触、左腔体21的内壁不接触和右腔体22的内壁不接触，第二进水口18和第二出水口19的内部分别固定连接有第二进水管7和第二出水管8，水从第二进水口18进入到左腔体21并在分隔条23和导流条24的导向下进入到公共流道25，并通过公共流道25进入到中间腔体20和左腔体21，最后通过第二出水口19排出，使得水冷板5内部的水能够均匀循环流动，从而对第一导热基板2进行均匀散热，从而提高对igbt模块1的散热效率。
35.进一步的，如图1、图2和图6所示，多个散热翅片12呈等间距分布，且散热翅片12的上表面与密封箱13的内顶壁固定连接，最外侧散热翅片12与密封箱13的内壁留有空间，密封箱13的背面下端中部和正面下端中部分别开设有第一进水口和第一出水口，第一出水口的内部固定连接有出第一出水管14，散热翅片12能够增大第三导热基板11的散热面积，同时水通过第一进水口进密封箱13内，并通过第一出水管14排出，这一过程中散热翅片12能够对水进行导流，同时水流动的水能够将散热翅片12和密封箱13内的热量带出，从而提高了对igbt模块1的散热效率。
36.进一步的，如图1所示，第一出水管14远离密封箱13的一端通过第一连接管15固定连接有微型水冷机16，微型水冷机16的出水端通过第二连接管17与第二进水管7固定连接，第一出水管14排出的带有热量的水通过第一连接管15进入微型水冷机16内，微型水冷机16能够对带有热量的水进行冷却降温，再通过微型水冷机16的出水端将冷却后的水通过第二连接管17和第二进水管7排进水冷板5内。
37.工作原理：使用时，可以将第一进水口与外部水管连通，将冷却水通过第一进水口排进密封箱13内，冷却水在进入密封箱13后在多个散热翅片12的导向下流向第一出水口，在这一过程中，流动的水能够带走密封箱13内和散热翅片12上的热量，从而将第二导热基板9和第三导热基板11传递的热量带走，并通过第一出水管14和第一连接管15将带有热量的水排进微型水冷机16内，微型水冷机16能够对带有热量的水进行冷却降温，微型水冷机16将冷却后的水通过其出水端、第二连接管17和第二进水管7排进水冷板5内左腔体21内，在导流条24和分隔条23的导向分隔的作用下，使得冷却后的水能够在左腔体21内循环流
出，并通过公共流道25进入到中间腔体20内，同时在导流条24和分隔条23的导流分隔作用下，使得水能够在中间腔体20内循环流出，并通过公共流道25流进右腔体22，并循环上述方式通过第二出水口19和第二出水管8排出，这样使水冷板5能够带走第一导热基板2传递的热量，提高散热效率。
38.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。