一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板及其制造方法，所述IGBT模块液冷板包括：基板；所述基板上端并联设置有供冷却液流通对所述IGBT模块进行冷却的多个液流槽；所述液流槽冷却液入口处均设置有若干个用于控制冷却液集中在发热芯片正下方的多通道区域来增大换热效率的导流片；所述液流槽两端分别连通设置有一进液流道及出液流道；所述基板上方设置有一对IGBT模块进行密封的密封圈；所述基板上方设置有一将所述基板和密封圈进行盖合的盖板。本发明专利技术通过所述IGBT模块液冷板使每个IGBT模块下面的通道流量分布均匀，液冷板表面具有良好的均温性，进出口压降控制在合理范围内，散热功率高，整体密封性好。

A IGBT module cooling plate liquid and its manufacturing method based on parallel grooves

The invention discloses a liquid cooling plate IGBT module and its manufacturing method based on parallel grooves, wherein the cooling plate IGBT module includes: a substrate; the substrate is provided with a plurality of parallel grooves for liquid coolant circulation cooling of the IGBT module; the liquid coolant tank is provided with a plurality of entrances to control the concentration of coolant in the heating chip multi channel region is below the guide plate to increase the heat exchange efficiency; the two ends of the grooves are respectively communicated with the liquid is provided with a liquid inlet passage and a liquid passage; the upper part of the substrate is provided with a pair of IGBT module seal ring has a cover plate; the substrate and the sealing ring cover disposed above the substrate. The invention makes the channel flow distribution of each of the following IGBT module and the IGBT module through the uniform cooling plate has good cooling temperature of the plate surface, the pressure drop control within a reasonable range, high power dissipation, good integral sealing property.

【技术实现步骤摘要】
一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板及其制造方法
本专利技术涉及电子器件散热技术，尤其涉及的是一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板及其制造方法。
技术介绍
随着电子器件封装的热流密度越来越大，单一通道的冷板结构很难满足其散热要求，对于中尺度的冷板结构设计，多通道冷板结构越来越受研究者的青睐。随着新能源行业的发展，IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管或者大功率开关器件）作为大功率的开关器件逐渐得到广泛的使用，IGBT模块主要是对一系列芯片的封装，内部的芯片为IGBT芯片和二极管芯片，在实际工作过程中经常伴有高的热流密度，因此IGBT模块的失效主要是过热失效，IGBT模块内部的热量及时的散出是当前解决的关键性问题。由于冷板结构简单，结构紧凑，效率高，热载荷范围广，但随着芯片的热流密度不断扩大，单一通道冷板结构不再满足其散热要求。传统的IGBT模块冷板结构多为并联S型单通道冷板结构或多通道冷板结构，即流道的主要拓扑结构为S型，通常只针对特定的IGBT模块数进行冷板结构设计。传统流道存在以下缺点：（1）S型并联的单通道或多通道结构中，进出口压力沿程损失较大，会引起较大的压降，因此对液冷系统循环泵的功率要求高，所需要的成本相应增大（2）传统冷板结构对于进出口流道过长的情况容易引起冷板表面较大的温差，容易导致热应力分布不均而失效；（3）传统冷板结构只是针对一定数量的IGBT模块设计，当模块数量增加或减少，需要再重新设计冷板结构，没有很好的通用性。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板及其制造方法，旨在通过所述IGBT液冷板使每个IGBT模块下面的通道流量分布均匀，液冷板表面具有良好的均温性，进出口压降控制在合理范围内，散热功率高，对于其它数目的IGBT模块冷板结构设计有很好的通用性，使整个流道结构加工方便，整体密封性好。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述IGBT模块液冷板包括：设置于IGBT模块下端面的基板；所述基板上端并联设置有供冷却液流通对所述IGBT模块进行冷却的多个液流槽；所述液流槽冷却液入口处均设置有若干个用于控制冷却液集中在发热芯片正下方的多通道区域来增大换热效率的导流片；所述导流片至少包括第一导流片、第二导流片以及第三导流片，所述第一导流片和第三导流片以所述第二导流片为中心呈一定角度对称设置，所述第二导流片水平设置；所述液流槽两端分别连通设置有一进液流道及出液流道；所述基板上方设置有一对IGBT模块进行密封的密封圈；所述基板上方设置有一将所述基板和密封圈进行盖合的盖板。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述进液流道与所述出液流道设置为对称结构。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述液流槽中部设置有多个间距相同的翅片，所述翅片用于将流经所述液流槽的冷却液分为多个通道。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述导流片数量为7个，分别为第一导流片、第二导流片、第三导流片、第四导流片、第五导流片、第六导流片以及第七导流片，所述第三导流片、第四导流片、第五导流片、第六导流片以及第七导流片连续两个导流片的间距相同且与多通道中翅片的间距相等。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述液流槽在放置所述IGBT模块的进口部位设置一用于调节IGBT模块之间流量分布不均匀、并增加液冷板表面均温性的倒角。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述基板上端面在所述IGBT模块的芯片布置区域设置有若干个局部扰流结构，以增加基板对流动于液流槽内流体的扰流性能。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述局部扰流结构包括：圆形结构、方形结构或者菱形结构。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述基板和盖板之间通过螺钉进行连接。优选方案中，所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述基板和盖板采用高导热系数的铝板、铜铝复合板或铝合金型材加工而成。一种如上任意一项所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其中，所述制造方法包括：将盖板及基板分别加工完成后，所述IGBT模块设置在所述液流槽上方，并在所述基板上设置密封圈，再通过螺钉将所述盖板固定在所述基板上。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板及其制造方法，所述IGBT模块液冷板包括：设置于IGBT模块下端面的基板；所述基板上端并联设置有供冷却液流通对所述IGBT模块进行冷却的多个液流槽；所述液流槽冷却液入口处均设置有若干个用于控制冷却液集中在发热芯片正下方的多通道区域来增大换热效率的导流片；所述液流槽两端分别连通设置有一进液流道及出液流道；所述基板上方设置有一对IGBT模块进行密封的密封圈；所述基板上方设置有一将所述基板和密封圈进行盖合的盖板。本专利技术通过所述IGBT模块液冷板使每个IGBT模块下面的通道流量分布均匀，液冷板表面具有良好的均温性，进出口压降控制在合理范围内，散热功率高，整体密封性好。附图说明图1是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的基板上液流槽并联组合结构示意图。图2是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的流道结构和热源分布结构示意图。图3是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的基板上扰流柱及热源集中区结构示意图。图4是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的基板上三种形状的扰流柱结构示意图。图5是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的基板内部流道结构示意图。图6是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的导流片最佳结构示意图。图7是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的导流片具体角度分析示意图。图8是本专利技术基于液流槽并联的IGBT模块液冷板较佳实施例的整个液冷板组成结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，如图1所示，所述IGBT模块液冷板包括：设置于IGBT模块下端面的基板10；所述基板10上端并联设置有供冷却液流通对所述IGBT模块进行冷却的多个液流槽11，本专利技术液流槽数量优选为4个（当然液流槽还可以为其他数量），本专利技术优选四个液流槽11并联组成整个液冷板的降温结构；所述液流槽11大小、形状以及结构均相同，所述液流槽11冷却液入口处均设置有若干个用于控制冷却液集中在发热芯片正下方的多通道区域来增大换热效率的导流片14（如图5和图6所示），所述导流片14至少包括第一导流片141、第二导流片142以及第三导流片143，所述第一导流片141和第三导流片143以所述第二导流片142为中心呈一定角度对称设置，所述第二导流片142水平设置，克服了冷却液产生局部涡流区；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其特征在于，所述IGBT模块液冷板包括：设置于IGBT模块下端面的基板；所述基板上端并联设置有供冷却液流通对所述IGBT模块进行冷却的多个液流槽；所述液流槽冷却液入口处均设置有若干个用于控制冷却液集中在发热芯片正下方的多通道区域来增大换热效率的导流片；所述导流片至少包括第一导流片、第二导流片以及第三导流片，所述第一导流片和第三导流片以所述第二导流片为中心呈一定角度对称设置，所述第二导流片水平设置；所述液流槽两端分别连通设置有一进液流道及出液流道；所述基板上方设置有一对IGBT模块进行密封的密封圈；所述基板上方设置有一将所述基板和密封圈进行盖合的盖板。

【技术特征摘要】
1.一种基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其特征在于，所述IGBT模块液冷板包括：设置于IGBT模块下端面的基板；所述基板上端并联设置有供冷却液流通对所述IGBT模块进行冷却的多个液流槽；所述液流槽冷却液入口处均设置有若干个用于控制冷却液集中在发热芯片正下方的多通道区域来增大换热效率的导流片；所述导流片至少包括第一导流片、第二导流片以及第三导流片，所述第一导流片和第三导流片以所述第二导流片为中心呈一定角度对称设置，所述第二导流片水平设置；所述液流槽两端分别连通设置有一进液流道及出液流道；所述基板上方设置有一对IGBT模块进行密封的密封圈；所述基板上方设置有一将所述基板和密封圈进行盖合的盖板。2.根据权利要求1所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其特征在于，所述进液流道与所述出液流道设置为对称结构。3.根据权利要求1所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其特征在于，所述液流槽中部设置有多个间距相同的翅片，所述翅片用于将流经所述液流槽的冷却液分为多个通道。4.根据权利要求1所述的基于液流槽并联的IGBT模块液冷板，其特征在于，所述导流片数量为7个，分别为第一导流片、第二导流片、第三导流片、第四导流片、第五导流片、第六导流片以及第七导流片，所述第三导流片、第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东方，周吉勇，
申请(专利权)人：华南理工大学，广东文轩热能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44