用于电子部件的冷板组件制造技术

提供一种用于电子部件的冷板组件。一种与冷却适配器有关的设备和方法，该冷却适配器具有具有至少一个安装孔的壳体，并且包括至少一个冷却歧管，该至少一个冷却歧管包括具有至少一个用于输入冷却流体的入口的入口气室，具有至少一个用于排出冷却流体的出口的出口气室，以及设置在入口通道和出口通道之间以允许冷却流体在它们之间移动的多个通道。却流体在它们之间移动的多个通道。却流体在它们之间移动的多个通道。

【技术实现步骤摘要】
用于电子部件的冷板组件


[0001]本公开涉及一种用于冷板组件的方法和设备，该冷板组件用于冷却电子部件，该冷板组件特别是具有基座的冷板组件，该基座具有冷却歧管和适配器。

技术介绍

[0002]电力电子学是指与电力的控制和转换有关的固态电子学的应用。这种转换通常由硅，碳化硅和氮化镓以及封装在功率模块中的其他半导体器件执行。与功率模块相关联的因素之一是由于电力转换效率低下而产生的热量。尽管由功率模块产生的热量是由许多因素引起的，但它通常与效率损失有关，通常以热的形式产生。温度升高会导致功率模块性能的可靠性下降。
[0003]用于热管理的另一因素涉及以小尺寸封装若干装置。设备以及模块可以可靠操作的功率密度因此取决于去除该产生的热量的能力。电力电子学热管理的常见形式是通过散热器。散热器通过将热量从功率模块的热源转移出去而进行操作，从而将热源保持在较低的相对温度下。在热管理领域中已知有各种类型的散热器，包括风冷和液冷装置以及相变装置，以消除瞬态散热。
[0004]功率模块的热管理的一个示例包括附接具有嵌入式通道(管道)的散热器以提供功率模块的液体冷却。散热器通常是金属结构，例如铝或铜。冷却介质穿过管道以冷却功率模块。散热器通常联接至功率模块基座，在其间散布有热界面材料(TIM)。热界面材料可以包括导热油脂，柔性导热垫，相变材料等。

技术实现思路

[0005]在一个方面，本公开涉及一种用于电子部件的冷板组件，包括：聚合物基座；冷却歧管，其包括在聚合物基座内的冷却剂通道，并具有入口和出口；第一冷却界面，其位于聚合物基座中并流体地连接至冷却剂通道；至少一个金属适配器，其具有第二冷却界面，该第二冷却界面与第一冷却界面配合并构造为安装电子部件。
附图说明
[0006]在附图中：
[0007]图1是根据本文所述各个方面的具有包括航空电子系统的电子机箱的飞行器的立体图。
[0008]图2是根据本文公开的一个方面的具有可位于图1的电子机箱中的电子部件的冷板组件的立体图。
[0009]图3是图2的冷板组件的示意性俯视图，示出了冷却冷板组件的方法。
[0010]图4是用于形成图2的冷板组件的方法的流程图。
[0011]图5是根据本文公开的另一方面的图2的冷板组件的变型的立体图。
[0012]图6是图5的冷板组件的横截面视图。
[0013]图7是根据本文公开的另一方面的具有可位于图1的电子机箱内的功率模块的冷板组件的立体图。
[0014]图8是图7的冷板组件的横截面视图。
具体实施方式
[0015]本文描述的本公开的各方面针对一种用于电子部件的冷板组件，其中该冷板组件具有包括聚合物基座的多个部件。为了说明的目的，将针对用于冷却功率模块的冷板组件来描述本公开。然而，将理解的是，本文描述的本公开的各方面不限于此，并且可以在电子领域内具有普遍的适用性。
[0016]所有方向参考(例如，径向，轴向，近侧，远侧，上，下，向上，向下，左，右，侧向，前，后，顶部，底部，上方，下方，竖直，水平，顺时针，逆时针，上游，下游，向前，向后等)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是对本文描述的本公开的各方面的位置，取向或用途的限制。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接，联接，连接和接合)将被广义地解释，并且可包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。这样，连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且彼此成固定关系。示例性附图仅出于说明的目的，并且所附附图中反映的相对尺寸，位置，顺序和相对大小可以变化。如本文所使用的，术语“组”或“一组”元件可以是任何数量的元件，包括仅一个。
[0017]图1示意性地示出了具有航空电子系统4的飞行器2，航空电子系统4被示为用于容纳航空电子或航空电子部件以供飞行器2的操作使用的机载电子机箱6(以虚线示出)。应当理解，在非限制性示例中，航空电子系统4可包括具有热散布器，散热器，热交换器，辐热器或热管的热管理构件。电子机箱6可容纳用于航空电子部件的各种功率模块，并防止污染物，电磁干扰(EMI)，射频干扰(RFI)，振动，冲击等。替代地或附加地，电子机箱6可以具有安装在其上的各种航空电子设备。将理解的是，电子机箱6可以位于飞行器2内的任何地方，而不仅仅是如图所示的机头。
[0018]虽然在商用客机中示出，但是电子机箱6可以用于任何类型的飞行器，例如但不限于固定翼，旋转翼，火箭，商业飞行器，个人飞行器和军用飞行器。此外，本公开的方面不仅限于飞行器方面，并且可以包括在其他移动和固定构造中。非限制性示例移动构造可以包括陆基、水基或附加空基运载器。
[0019]图2是冷板组件10，该冷板组件10包括由聚合物形成并在本文中称为聚合物基座12的基座板，以及示出为三个金属适配器的至少一个散热器或金属适配器14。电子部件16和基板18可以安装到金属适配器14。应当理解，更多或更少的金属适配器14可以是冷板组件10的一部分，并且可以将更多或更少的电子部件安装到金属适配器14。
[0020]在本文公开的一个方面，电子部件16被标准化，例如商业现货(COTS)零件，以使电子部件16的形状，孔和特征与金属适配器14匹配。电子部件16的非限制性示例可以包括用于不限于航空电子应用，汽车和海洋应用，石油和天然气应用，医疗等应用的绝缘栅双极晶体管(IGBT)，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，二极管，金属半导体场效应晶体管(MESFET)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。根据本文公开的各方面，电子部件16可以由多种半导体制成，其非限制性示例包括例如硅，碳化硅，氮化镓或砷化镓。电子部件16可以在操作期间产生稳态或瞬态热负荷。冷板组件10安装到聚合物基座12。冷板组件10可以位于电
子机箱6(图1)中。
[0021]可以提供基板18以避免电短路并在金属适配器14和电子部件16之间执行热交换。基板18可以是电绝缘且导热的层，例如陶瓷层。陶瓷层的非限制性示例可以包括氧化铝，氮化铝，氧化铍和氮化硅。在一个非限制性示例中，金属适配器14可以直接结合到基板18。可以使用多种技术将基板18联接到金属适配器14和电子部件16，包括但不限于钎焊，扩散结合，软钎焊，压力接触(例如夹紧)以提供简单的组装过程，或与一薄层的热界面材料(TIM)结合。TIM通过增加部件之间的传导热传递并减少具有不同热膨胀系数的部件之间的热膨胀效应来优化固体部件之间的接触界面。在此应当注意，关于图2描述的示例性布置仅是出于说明性目的，而并不意味着是限制性的。
[0022]聚合物基座12可以形成为包括至少一个安装孔37，以使金属适配器14能够利用作为非限制性示例的螺栓45在相应的金属适配器孔43处固定至聚合物基座12。金属适配器14联接至聚合物基座12的方式使得能够从聚合物基座12内的冷却流体直接冷却至金属适配器14。金属适配器14与聚合物基座12之间的接触可以改善冷板组件10的热耗散。
[0023]聚合物基座12可以被增材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电子部件的冷板组件，其特征在于，包括：聚合物基座；冷却歧管，所述冷却歧管包括所述聚合物基座内的冷却剂通道，并具有入口和出口；第一冷却界面，所述第一冷却界面位于所述聚合物基座中，并流体地联接至所述冷却剂通道；至少一个金属适配器，所述至少一个金属适配器具有第二冷却界面，所述第二冷却界面与所述第一冷却界面配合，并被构造为安装所述电子部件。2.根据权利要求1所述的冷板组件，其特征在于，其中，所述第一冷却界面进一步包括至少一个凹部。3.根据权利要求2所述的冷板组件，其特征在于，进一步包括形成在所述至少一个凹部中的第一结构。4.根据权利要求3所述的冷板组件，其特征在于，进一步包括第二结构，所述第二结构形成在所述第二冷却界面上并容纳在所述至少一个凹部内。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨励强，理查德，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：