热超导翅片式散热器及电器设备机箱制造技术

本发明专利技术提供一种热超导翅片式散热器及电器设备机箱，热超导翅片式散热器包括：散热器基板；若干个热超导散热翅片，插设于散热器基板的表面；热超导散热翅片为复合板式结构，热超导散热翅片内形成有特定形状的热超导管路，热超导管路为封闭管路，热超导管路内填充有传热工质；热超导散热翅片为U型板状结构，U型板状结构包括平板状主体及相较于平板状主体弯折的弯折侧边；若干个热超导散热翅片在散热器基板所在平面内的投影面积大于散热器基板的面积。本发明专利技术的热超导翅片式散热器的若干个热超导散热翅片在散热器基板所在平面内的投影面积大于散热器基板的面积，在保证散热能力的前提下，可以大幅减轻散热器的重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大功率电子器件散热用散热器，特别是涉及一种热超导翅片式散热器及电器设备机箱。
技术介绍
随着电力电子技术的快速发展，模块化、集成化、轻量化、低成本化和高可靠性的要求越来越高，因此在太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、充电桩、功率变换器(PCS)、有源电力滤波器(APF)、静态无功补偿器(SVG)、变频器等电力设备上普遍采用MosFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、Diode(二极管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件。由于这些功率元器件的集成度越来越高，功率密度也越来越大，在工作时自身产生的热量也越来越大，若不能及时快速将功率器件产生的热散除，会导致功率器件中的芯片温度升高，轻则造成效能降低，缩短使用寿命，重则会导致功率器件的失效和芯片的烧毁炸管。因此解决大功率器件散热问题一直是困扰大功率器件封装厂商和使用厂商的核心问题之一。为了有效解决功率器件的散热问题，通常将功率元器件固定在散热器的基板上，通过基板将热量传导至散热器的散热翅片上，散热翅片与空气接触面积大，通过空气与散热器翅片表面的对流换热，将热量散发到周围环境中。目前普遍采用自然对流或强制对流的铝型材散热器，包括铝插片式散热器、铝铲片式散热器、铝挤型散热器和铝焊接翅片式。由于铝和铝合金的导热系数在220W/m.K以内，散热片的翅片效率比较低，热扩散性能差，因此散热翅片受成本和重量限制，翅片厚度为0.8mm-2.0mm，翅片高度在90mm以内，且如图1所示，现有的铝型材散热器中，散热器基板21与散热翅片12长度一致，且功率器件13要均布在散热器基板21上，以减小基板扩散热阻，提高散热器的散热能力。因此散热器体积较大，重量较重。随着大功率器件性能的提升，其单个器件热流密度的增加，以及对体积小和重量轻的要求的提高，常规铝散热器已不能满足高热流密度大功率模块的散热需求。因此，急需开发一种既能满足高热流密度、大功率模块散热需求，又高效可靠、体积小、性价比高、可代替液冷散热的通用性高效能散热器。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种热超导翅片式散热器及电器设备机箱，用于解决现有技术中的铝型材散热器存在的体积大、重量重、散热能力差，不能满足高热流密度大功率模块的散热需求的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种热超导翅片式散热器，所述热超导翅片式散热器包括：散热器基板；若干个热超导散热翅片，插设于所述散热器基板的表面；所述热超导散热翅片为复合板式结构，所述热超导散热翅片内形成有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；所述热超导散热翅片为U型板状结构，所述U型板状结构包括平板状主体及相较于所述平板状主体弯折的弯折侧边；若干个所述热超导散热翅片在所述散热器基板所在平面内的投影面积大于所述散热器基板的面积。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导散热翅片的长度方向与所述散热器基板的宽度方向一致，且所述热超导散热翅片的长度大于所述散热器基板的宽度。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导散热翅片的长度方向与所述散热器基板的长度方向一致，且所述热超导散热翅片的长度大于所述散热器基板的长度。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导散热翅片呈单面胀形态、双面胀形态或双面平形态。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、矩形网格状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形或其中任一种以上的任意组合。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述散热器基板表面开设有若干个间隔排布的沟槽，所述热超导散热翅片的一侧边垂直插入所述沟槽内，并通过机械挤压、导热胶粘结、钎焊焊接或搅拌摩擦焊接中的任意一种或任意一种以上组合的方式与所述散热器基板固定连接。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述沟槽为L型沟槽，且所述L型沟槽的最大宽度小于或等于所述弯折侧边的长度。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导翅片式散热器还包括加固扣条，所述加固扣条至少位于所述热超导散热翅片的一侧，且沿所述热超导散热翅片的排布方向延伸，并与每块所述热超导散热翅片的侧边均固定连接。作为本专利技术的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述加固扣条的数量至少为两根，所述加固扣条位于所述热超导散热翅片相对的两侧。本专利技术还提供一种电器设备机箱，所述电器设备机箱包括：机箱主体，所述机箱主体的侧面或背面设有连通内外的开口；如上述任一方案中所述的热超导翅片式散热器，固定于所述机箱主体设有所述开口的一面，且所述散热器基板完全覆盖所述开口；功率器件，位于所述机箱主体内，且固定于所述散热器基板远离所述热超导散热翅片的表面上。如上所述，本专利技术的热超导翅片式散热器及电器设备机箱，具有以下有益效果：1.采用热超导散热翅片代替现有技术中的常规散热片，使得本专利技术的热超导翅片式散热器导热快、翅片效率高(高达95％以上)、翅片效率几乎不随热超导散热翅片的高度、长度和厚度而变化，结构灵活多样，散热能力强，可以解决高热流密度和大热量功率器件的散热需求，突破风冷散热器的散热能力极限的限制；2.若干个所述热超导散热翅片在所述散热器基板所在平面内的投影面积大于所述散热器基板的面积，在保证散热能力的前提下，可以大幅减轻散热器的重量；3.热超导散热翅片不受低温的限制，可在零下40℃正常工作，可以解决水冷散热器在冬天高寒地区低温下的需要加热循环液体的缺陷，以及热管散热器在冬天低温下的失效难题，有更好的工作适应性能；4.将热超导散热翅片设置为U型板状结构，可以在不增加散热器外形尺寸的前提下增加散热器的换热面积，从而增大散热能力；同时可以加强热超导散热翅片的机械强度；5.通过在热超导散热翅片上设置加固扣条，可以固定热超导散热翅片的间距，使得所述散热器抗形变和抗外力的能力增强；6.本专利技术的热超导翅片式散热器制造方便灵活，成本低，散热能力大，重量轻、体积小，可替代热管散热器和部分水冷散热器，尤其适合大功率高热流密度的电子器件散热需求，具有广阔的市场前景和巨大的经济价值。附图说明图1显示为现有技术中的铝型材散热器的立体结构示意图。图2显示为本专利技术实施例一中提供的热超导翅片式散热器的立体结构示意图。图3显示为本专利技术实施例一中提供的热超导翅片式散热器中的热超导散热翅片的热超导管路部分局部截面放大图。图4显示为本专利技术实施例一中提供的热超导翅片式散热器中的热超导管路的形状为六边形蜂窝状的热超导散热翅片的结构示意图。图5显示为本专利技术实施例一中提供的热超导翅片式散热器中的热超导管路的形状为矩形网格状的热超导散热翅片的结构示意图。图6显示为本专利技术实施例一中提供的热超导翅片式散热器中的热超导管路的形状为首尾串联的多个U形的热超导散热翅片的结构示意图。图7显示为本专利技术实施例二中提供的热超导翅片式散热器的立体结构示意图。元件标号说明11散热器基板12散热翅片13功率器件2散热器基板21沟槽3热超导散热翅片31热超导管路32凸起结构33非管路部分34传热工质35第一板材36第二板材37灌装口38平板状主体39弯折侧边4加固扣条5功率器件具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热超导翅片式散热器，其特征在于，所述热超导翅片式散热器包括：散热器基板；若干个热超导散热翅片，插设于所述散热器基板的表面；所述热超导散热翅片为复合板式结构，所述热超导散热翅片内形成有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；所述热超导散热翅片为U型板状结构，所述U型板状结构包括平板状主体及相较于所述平板状主体弯折的弯折侧边；若干个所述热超导散热翅片在所述散热器基板所在平面内的投影面积大于所述散热器基板的面积。

【技术特征摘要】
1.一种热超导翅片式散热器，其特征在于，所述热超导翅片式散热器包括：散热器基板；若干个热超导散热翅片，插设于所述散热器基板的表面；所述热超导散热翅片为复合板式结构，所述热超导散热翅片内形成有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；所述热超导散热翅片为U型板状结构，所述U型板状结构包括平板状主体及相较于所述平板状主体弯折的弯折侧边；若干个所述热超导散热翅片在所述散热器基板所在平面内的投影面积大于所述散热器基板的面积。2.根据权利要求1所述的热超导翅片式散热器，其特征在于：所述热超导散热翅片的长度方向与所述散热器基板的宽度方向一致，且所述热超导散热翅片的长度大于所述散热器基板的宽度。3.根据权利要求1所述的热超导翅片式散热器，其特征在于：所述热超导散热翅片的长度方向与所述散热器基板的长度方向一致，且所述热超导散热翅片的长度大于所述散热器基板的长度。4.根据权利要求1所述的热超导翅片式散热器，其特征在于：所述热超导散热翅片呈单面胀形态、双面胀形态或双面平形态。5.根据权利要求1所述的热超导翅片式散热器，其特征在于：所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、矩形网格状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形或其中任一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝爱星，斯奕超，罗启洪，
申请(专利权)人：上海嘉熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31