功率半导体相变散热器制造技术

功率半导体相变散热器，它涉及封闭管道内有介质相变的热交换装置。本散热器由一个散热主体或者由二个对称的散热主体、紧固件、绝缘套管、绝缘垫片组成，散热主体由块形基体及与之联为一体的散热片构成，本实用新型专利技术的特征在于：在块形基体内设有一个填充有相变工质后抽去空气再行密封的微真空空腔，通过工质、液、气三态循环变化迅速传导并发散热量。实验表明：用本散热器维持功率半导体器件正常工作，可减轻重量、体积３０～４５％。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热交换介质不直接接触的热交换装置，尤其涉及封闭管道内有介质相变的热交换装置。以往，用于功率半导体的散热器，都是由一个散热器主体或者由二个相互对称的散热器主体、紧固件或固定架、绝缘套管和绝缘垫片构成的。每一个散热主体都是用优质铝材制作的，它由一块形基体和若干个与之联为一体的平面形或树枝形散热片构成，每两个相邻的散热片之间留有相当的间隙(即通道)；散热主体的块形基体上加工有平整的安装面，使其与功率半导体器件有良好的接触，以保证半导体器件产生的热量能够通过热传导传至散热片，并借空气对流将热量带走。但是，由于受到材料热导率的限制，这种散热器的散热效率仍是较低的。为保证功率半导体器件能够稳定工作，不得不使用重量重、体积大的散热器，这无疑疑给半导体器件和整机的小型化、轻型化造成了难以逾越的障碍。本技术的目的在于改进热交换器结构，给功率半导体器件提供一种起动温度低、热交换效率高的专用热散器，为实现器件和整机的小型化、轻型化提供技术物质基础。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下本技术的功率半导体热交换器由一个散热主体或者由二个相互对称的散热主体、紧固件、绝缘套管、绝缘垫片构成；该散热主体，用优质铝材制作，它由一个表面为黑色的块状基体和若干个与基体连为一体的面形或树枝形散热片构成，各相邻两散热片之间有相当的间隙，每一基块上都有一个高平整度的半导体器件安装面或和安装螺孔，侧面或底面开有接线螺孔和固定螺孔；对于平板型功率半导体散热器，其二个散热主体的基体上均开有二个螺栓孔，二个散热主体在螺栓套有绝缘套管并在螺帽与螺母上加设绝缘垫片的条件下作绝缘联结，平板型功率半导体器件夹持并固定在两个块形基体的安装面之间；其它型式的半导体器件与单个散热主体的安装面之间成平面接触或螺面联结，其特征在于在各散热主体的块形基体内，均设有一个填充有相变工质后抽去空气再行密封的微真空空腔。为清楚了解本技术的技术方案，兹结合实施例与附图详述如下附图说明图1-平板型功率半导体相变散热器的安装结构示意图，图2-图1的侧视图，图3-图1的俯视图。其中，1-散热主体块形基体、2-散热片、3-填有相变工质的微真空空腔、4-平板型功率半导体器件、5-绝缘套管、6-绝缘垫片、7-螺栓、8-螺母。图4-螺栓型功率半导体相变散热器的安装结构示意图，图5-图4的侧视图，图6-图4的俯视图。其中，1′-散热主体块形基体、2′-散热片、3′-填有相变工质的微真空空腔、4′-螺栓型功率半导体器件。图7-模块型功率半导体相变散热器的安装结构示意图，图8-图7的侧视图，图9-图7的俯视图。其中，1″-散热器主体块形基体，2″-散热片，3″-填有相变工质的微真空空腔，4″-模块型功率半导体器件。平板型功率半导体相变散热器(参见图1-3)，其安装方式如下取二个相互对称或完全相同的由基体1和散热片2构成的散热主体，在其各基体1上开出空腔、螺栓孔、接线螺孔、固定螺孔，在空腔内填入相变工质并抽去其中空气后密封，构成有相变工质的微真空腔3，将绝缘垫片6、绝缘套管穿在紧固螺栓上，再将套有绝缘套的螺栓插入二个相对放置的散热主体的螺栓孔并套入绝缘垫片6，将功率半导体器件夹持在两个散热主体块形基体的安装面之间然后用螺母紧固，并使两个散热主体成绝缘隔离；最后，把两导线用螺丝分别接在两个散热主体的基体上。填充有相变工质的微真空空腔，在功率半导体器件工作发热量升温时，其中的相变工质即吸热产生相变，并在将热量通过散热片散热时放热而回复为初相状态，如此，通过工质固、液、气三态的循环变化，将热量迅速传导给散热片并通过散热片散热；由于微真空空腔内的相变工质比铝具有更高的导热在能力，所以本散热器散热效率。实验表明在维持相同的功率半导体器件正常工作的条件下，采用本技术结构的散热器后，即可将其重量和体积减轻30～45％，而且将起动温度由原来的70～80℃降至为45～55℃。给实现器件或整机的小型化、轻型化提供了技术物质条件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体相变散热器，由一个散热主体或者由二个相互对称的散热主体、紧固件、绝缘套管、绝缘垫片构成；该散热主体，用优质铝材制作，它由一个表面为黑色的块状基体和若干个与基体连为一体的面形或树枝形散热片构成，各相邻两散热片之间有相当的间隙，每一基块上都有一个高平整度的半导体器件安装面或和安装螺孔，侧面或底面开有接线螺孔和固定螺孔；对于平板型功率半导体散热器，其二个散热主体的基体上均开有二个螺栓孔，二个散热主体在螺栓套有绝缘套管并在螺帽与螺母上加设绝缘垫片的条件下作绝缘联结，平板型功率半导体器件夹持并固定在两个块形基体的安装面之间；其它型式的半导体器件与单个散热主体安装面之间成平面接触或螺面联结，其特征在于：在各散热主体的块形基体内，均设有一个填充有相变工质后抽去空气再行密封的微真空空腔。

【技术特征摘要】
一种功率半导体相变散热器，由一个散热主体或者由二个相互对称的散热主体、紧固件、绝缘套管、绝缘垫片构成；该散热主体，用优质铝材制作，它由一个表面为黑色的块状基体和若干个与基体连为一体的面形或树枝形散热片构成，各相邻两散热片之间有相当的间隙，每一基块上都有一个高平整度的半导体器件安装面或和安装螺孔，侧面或底面开有接线螺孔和固定螺孔；对于平板型功率半...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉江，
申请(专利权)人：杨玉江，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]