针式散热器和功率模块制造技术

本公开涉及一种针式散热器和功率模块。所述针式散热器包括底板和设置在所述底板上的多个空心散热柱，所述空心散热柱所包围的空间中至少部分区域为连通的空心区域，以使散热介质经由所述空心区域从所述空心散热柱所包围空间的内部穿过所述空心散热柱。这样，通过在散热柱的内部构造散热介质的通路，使散热柱与散热介质的接触面积增加，从而提高了针式散热器的散热性能。

【技术实现步骤摘要】
针式散热器和功率模块
本公开涉及半导体器件制备
，具体地，涉及一种针式散热器和功率模块。
技术介绍
随着对环境保护的要求越来越高，新能源汽车迎来了蓬勃发展。作为新能源车辆控制器的核心部件，绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)模块越来越受到关注。目前已推出了不同电压等级、不同电流等级、不同封装形式的车辆级IGBT模块。随着对IGBT模块封装小型化、轻量化和系统效率提升的要求，功率模块电流密度越来越高，特别是SiC芯片的应用，导致芯片温度较高。研究表明，电子器件的温度每升高10℃，其寿命缩短一半。因此，降低功率模块工作时芯片的结温是提高功率模块使用寿命的一个有效途径。为了改善功率模块的散热情况、降低芯片结温，功率模块中通常采用针式(pin-fin)散热器。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种散热效果较好的针式散热器和功率模块。为了实现上述目的，本公开提供一种针式散热器，所述针式散热器包括底板和设置在所述底板上的多个空心散热柱，每个所述空心散热柱所包围的空间中至少部分区域为连通的空心区域，以使散热介质经由所述空心区域从所述空心散热柱所包围空间的内部穿过所述空心散热柱。可选地，所述空心散热柱包括筒状部分，所述筒状部分具有缺口，以使散热介质经由所述缺口到达所述筒状部分所围成的空心区域，并穿过所述空心散热柱。可选地，所述缺口沿平行于所述底板的方向或沿垂直于底板的方向延伸。可选地，所述缺口为矩形。可选地，所述筒状部分为圆柱形。可选地，所述缺口成对设置，每对缺口的连线穿过所述筒状部分的中心轴，且与散热介质的流动方向一致。可选地，所述空心散热柱还包括柱状部分，所述柱状部分设置于所述筒状部分的内部。可选地，所述空心散热柱包括多个筒状部分，每个筒状部分均具有缺口。可选地，所述柱状部分和/或所述筒状部分在所述底板上的投影包括流线型曲线。本公开还公开一种功率模块，包括本公开提供的上述针式散热器。通过上述技术方案，针式散热器中，所述空心散热柱所包围的空间中至少部分区域为连通的空心区域，以使散热介质经由空心区域从空心散热柱所包围空间的内部穿过空心散热柱。这样，通过在散热柱的内部构造散热介质的通路，使散热柱与散热介质的接触面积增加，从而提高了针式散热器的散热性能。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是相关技术中针式散热器的立体图；图2是本公开第一实施例提供的针式散热器的立体图；图3a是图2的针式散热器中的空心散热柱的侧视图；图3b是图2的针式散热器中的空心散热柱的俯视图；图4是本公开第二实施例提供的空心散热柱的俯视图；图5是本公开第三实施例提供的针式散热器的立体图；图6a是图5的针式散热器中的空心散热柱的立体图；图6b是图5的针式散热器中的空心散热柱的俯视图；图7是本公开第四实施例提供的针式散热器的立体图；图8是图7的针式散热器中的空心散热柱的俯视图；图9是本公开第五实施例提供的针式散热器的立体图；图10是图9的针式散热器中的空心散热柱的俯视图。附图标记说明1底板11实心散热柱2空心散热柱21筒状部分22缺口23柱状部分具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指相对于针式散热器的制作过程而言的方位。专利技术人想到，在散热器体积和散热柱个数不变的条件下，可以增加散热柱与散热介质的接触面积，这样就能够提高散热器散热能力，进一步提高模块性能。因此，专利技术人想到可以制造一种新型pin-fin散热器，通过在散热柱上构造异形结构来增大其与散热介质的接触面积。另外，也可以摆脱散热柱实心圆柱外观的束缚，构造各种接触面积大而又易于脱模制作的形状。图1是相关技术中针式散热器的立体图。如图1所示，针式散热器包括底板1和实心散热柱11，实心散热柱11通常为圆柱或圆台状的实心体，其与水流接触面积仅为圆柱(或圆台)的侧面和上顶面。本公开提供一种针式散热器，该针式散热器可以包括底板和设置在底板上的多个空心散热柱，空心散热柱所包围的空间中至少部分区域为连通的空心区域，以使散热介质经由该空心区域从空心散热柱所包围空间的内部穿过空心散热柱。底板例如可以为Cu底板、AlSiC底板或铜钼底板。对于Cu底板，pin-fin可采用热挤压方式制作；对于AlSiC底板，pin-fin可采用石墨模具，真空压力浇注成型。与图1中的空心散热柱相比，原本实心的其内部具有空心区域，并且散热介质能够经由该空心区域穿过空心散热柱。通过在散热柱的内部构造散热介质的通路，使散热柱与散热介质的接触面积增加，从而提高了针式散热器的散热性能。另外，在底板上设置多个空心散热柱的基础上，底板上还可以设置有一个或多个实心散热柱。图2是本公开第一实施例提供的针式散热器的立体图。如图2所示，针式散热器包括底板1和设置在底板1上的多个空心散热柱2。空心散热柱2可以为在圆台形实体的基础上，自顶部向底部挖出一个直径小于圆台顶部直径的圆柱状空心区域，并且，在已挖空空心散热柱的侧壁上开口，使得在垂直于底板的方向上具有缺口，从而构造出散热介质流动的通路。图3a是图2的针式散热器中的空心散热柱的侧视图。图3b是图2的针式散热器中的空心散热柱的俯视图。其中，空心散热柱2包括筒状部分21，筒状部分21具有缺口22，以使散热介质经由缺口22到达筒状部分21所围成的空心区域，并穿过空心散热柱2。在图3b中，自上到下或自下到上可以为散热介质流动的方向。并且，图3a中的缺口22为矩形，这样易于脱模，工艺上比较容易制作。在其他实施例中，可以是各种形状的缺口，例如，圆孔、椭圆孔。在图3a中，缺口22沿垂直于底板1的方向延伸。在其他实施例中，缺口该可以沿其他方向延伸，例如，在下图5的实施例中沿平行于底板1的方向延伸。在图2的实施例中，空心散热柱2是在圆台形实体的基础上挖成的，也可以是在圆柱形实体的基础上挖成。如果在圆柱形实体的基础上挖，则筒状部分21为圆柱形(带缺口)。为了方便散热介质在空心散热柱2内部的进出，缺口22可以成对设置，每对缺口的连线穿过筒状部分的中心轴，且与散热介质的流动方向一致。例如，从图3b可以看出，筒状部分21具有上下两个缺口22，且两个缺口22的连线穿过筒状部分的中心轴，且与散热介质的流动方向一致(散热介质在图3a中自上到下或自下到上流动)。这样就不会给散热介质的流动造成阻碍，不会减缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针式散热器，其特征在于，所述针式散热器包括底板和设置在所述底板上的多个空心散热柱，所述空心散热柱所包围的空间中至少部分区域为连通的空心区域，以使散热介质经由所述空心区域从所述空心散热柱所包围空间的内部穿过所述空心散热柱。/n

【技术特征摘要】
1.一种针式散热器，其特征在于，所述针式散热器包括底板和设置在所述底板上的多个空心散热柱，所述空心散热柱所包围的空间中至少部分区域为连通的空心区域，以使散热介质经由所述空心区域从所述空心散热柱所包围空间的内部穿过所述空心散热柱。


2.根据权利要求1所述的针式散热器，其特征在于，所述空心散热柱包括筒状部分，所述筒状部分具有缺口，以使散热介质经由所述缺口到达所述筒状部分所围成的空心区域，并穿过所述空心散热柱。


3.根据权利要求2所述的针式散热器，其特征在于，所述缺口沿平行于所述底板的方向或沿垂直于底板的方向延伸。


4.根据权利要求3所述的针式散热器，其特征在于，所述缺口为矩形。


5.根据权利要求2所述的针式散热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾秋莲，骆传名，石守操，
申请(专利权)人：比亚迪半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44