一種新型水冷式散熱器的製作方法

2023-07-16 07:29:01 2

本實用新型涉及散熱器相關技術領域，尤其是指一種適用於直流輸電換流閥、大功率晶閘管、IGBT電力電子功率器件等水冷散熱的新型水冷式散熱器。

背景技術：

現代電子設備對可靠性要求、性能指標、功率密度等要求進一步提高，電子設備的熱設計也越來越重要。功率器件是多數電子設備中的關鍵器件，其工作狀態的好壞直接影響整機可靠性、安全性以及使用壽命。功率器件的散熱方案除了能有效的散掉熱量之外，可靠性也是至關重要的。

當IGBT元器件在工作時會產生導通以及開關損耗，因此需要安裝冷卻設備進行散熱，以降低功率器件的結溫，確保IGBT元器件在允許溫度下正常、可靠運行。目前，功率器件的冷卻方式主要有風冷、水冷和熱管等，隨著器件性能要求和功率密度的進一步提高，對散熱要求也越來越嚴苛。從可靠性考慮，一般選用散熱效率高的水冷散熱器對功率器件進行冷卻，由於小流量高功耗成為一種趨勢，而常規的直槽道結構難以實現高功率密度冷卻要求，需要採用強化散熱技術。

傳統的水冷散熱器是通過在水冷基板上開直槽，再將水冷蓋板與基板在中間夾一層釺料片通過真空釺焊焊接在一起，在蓋板面安裝電子器件，採用的蓋板多為薄壁板結構以降低散熱器傳導熱阻要求，可見現有水冷板流道簡單，散熱性能低。

技術實現要素：

本實用新型是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種散熱性能高的新型水冷式散熱器。

為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案：

一種新型水冷式散熱器，包括主體和蓋板，所述的主體上設有若干水流通道迴路，所述水流通道迴路的分布採用並聯結構，所述主體的一側面上設有水流通道入口和水流通道出口，所述的水流通道迴路分別與水流通道入口和水流通道出口連通，所述的主體與蓋板之間設有釺料板，所述的蓋板上設有若干發熱區塊。

本實用新型採用多個水流通道迴路的設計能夠供多個發熱區塊的工作，從而大幅度降低溫度及熱阻，同時採用釺料板來實現主體與蓋板之間的連接，使得主體與蓋板之間的連接更加緊密，使得蓋板上發熱區塊產生的熱量能夠充分的被主體上水流通道迴路吸收，從而有效的提高散熱性能。

作為優選，所述的蓋板通過釺料板採用真空釺焊工藝與主體焊接成一體。採用真空釺焊工藝來焊接蓋板、釺料板和主體，能夠使得蓋板與主體之間的熱傳導性能更為突出，有利於蓋板上發熱區塊的熱量傳導，從而間接地提高散熱性能。

作為優選，所述的主體內設有兩個導流槽，所述的水流通道迴路置於兩個導流槽之間且與導流槽連通，其中兩個導流槽分別與水流通道入口和水流通道出口連通，所述的水流通道入口和水流通道出口均包括導流孔和水嘴，所述的水嘴安裝在導流孔上，所述的導流孔與導流槽連通。通過上述結構的設計，便於安裝與維護。

作為優選，所述的水流通道迴路內設有若干S形翅片凹槽，所述的S形翅片凹槽呈左右對稱分列排布在水流通道迴路內。採用S形翅片凹槽結構的水流通道迴路設計能夠有效增強散熱面積及強制回流效應，從而大幅度降低熱阻，滿足大功率器件散熱要求；同時，水流通道迴路的內部設有若干S形翅片凹槽分列排布能夠有效支撐承壓釺料板和蓋板，且加大焊接面積，可靠性高，提高整體裝配的安全性。

作為優選，所述S形翅片凹槽的橫截面形狀為圓形或者多邊形。

作為優選，所述蓋板上的發熱區塊與主體上的水流通道迴路上下位置相對應。多個發熱區塊與多個水流通道迴路的上下對應能夠供多個發熱區塊內大功率元器件的工作，從而大幅度降低溫升及熱阻。

本實用新型的有益效果是：提高散熱性能；有效增強散熱面積及強制回流效應，大幅度降低熱阻滿足大功率器件散熱要求；有效支撐承壓，且加大焊接面積，可靠性高，提高整體裝配的安全性；能夠供多個發熱區塊工作，大幅度降低溫升及熱阻。

附圖說明

圖1是本實用新型的爆炸結構示意圖；

圖2是本實用新型的整體結構示意圖；

圖3是本實用新型的剖面結構示意圖。

圖中：1.發熱區塊，2.蓋板，3.釺料板，4.主體，5.水流通道迴路，6.導流槽，7.導流孔，8.水嘴，9.S形翅片凹槽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的描述。

如圖1、圖2、圖3所述的實施例中，一種新型水冷式散熱器，包括主體4和蓋板2，主體4上設有若干水流通道迴路5，水流通道迴路5的分布採用並聯結構，主體4的一側面上設有水流通道入口和水流通道出口，水流通道迴路5分別與水流通道入口和水流通道出口連通，主體4與蓋板2之間設有釺料板3，蓋板2上設有若干發熱區塊1。蓋板2通過釺料板3採用真空釺焊工藝與主體4焊接成一體。蓋板2上的發熱區塊1與主體4上的水流通道迴路5上下位置相對應。

如圖1所示，主體4內設有兩個導流槽6，水流通道迴路5置於兩個導流槽6之間且與導流槽6連通，其中兩個導流槽6分別與水流通道入口和水流通道出口連通，水流通道入口和水流通道出口均包括導流孔7和水嘴8，水嘴8安裝在導流孔7上，導流孔7與導流槽6連通。如圖3所示，水流通道迴路5內設有若干S形翅片凹槽9，S形翅片凹槽9呈左右對稱分列排布在水流通道迴路5內。S形翅片凹槽9的橫截面形狀為圓形或者多邊形。

使用時，冷卻液經過水流通道入口的水嘴8進入導流孔7到導流槽6，再經過水流通道迴路5內的S形翅片凹槽9，由於蓋板2上的發熱區塊1與主體4上的水流通道迴路5上下一一對應，故而冷卻液流經水流通道迴路5時會帶走蓋板2上發熱區塊1產生的熱量，之後吸收了熱量的冷卻液進入到導流槽6中，然後從導流孔7經水嘴8由水流通道出口流出，從而將蓋板2上的發熱區塊1熱量帶走。