一种IGBT嵌入式微通道液冷结构制造技术

本发明专利技术公开了一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，包括：覆铜陶瓷板的上覆铜层上设置有若干个芯片组件，下覆铜层相对于若干个芯片组件设置有若干个嵌入式微通道；基板上相对于嵌入式微通道流动方向垂直设置有若干个通道进水孔和若干个通道出水孔，且若干个通道进水孔连通设置有液体工质进口的进液流道，若干个通道出水孔连通设置有液体工质出口的出液流道。本发明专利技术通过在覆铜陶瓷板的下覆铜层中设置嵌入式微通道，使冷却液近距离接触芯片组件，减少了热源与冷却介质之间的热量传递路径，提高了冷却效率，且通过流道以及流道内的圆柱支撑柱设置，对冷却液进行导流，使各覆铜陶瓷板的散热更均衡、适应性更广。适应性更广。适应性更广。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT嵌入式微通道液冷结构


[0001]本专利技术涉及电子器件散热
，具体涉及一种IGBT嵌入式微通道液冷结构。

技术介绍

[0002]IGBT模块作为常见的功率半导体器件，具有开关速度快，通态电压低，承受电流大等特点，可以通过小输入电压控制大输出电流，广泛用于航天航空、轨道交通和新能源等领域。随着IGBT模块的高集成化和大功率化，其功率密度不断增大，热量聚集会引发芯片失效，焊层分离等问题。因此，需要对IGBT模块进行散热，保证半导体功率器件工作时的可靠性和安全性。
[0003]现有的IGBT散热方式有风冷、液冷和热管冷却，其中，风冷散热冷却效率低且会产生噪音，热管散热需要冷却设备配套使用，液冷是IGBT模块应用最广泛的散热方式。
[0004]目前，行业里IGBT模块的液冷方式大多使用液冷板散热，即IGBT模块中的金属基板与液冷板通过导热硅脂贴合或金属基板底面直接加工散热针肋，形成直接冷却，还可通过双面贴合液冷板或双面pin
‑
fin结构来实现双面液冷，进而提高散热效率。但以上冷却方式中，芯片热量传递到冷却工质时仍需要至少通过焊料层、覆铜陶瓷层、金属基板层等，热量传递路径较长，芯片与冷却工质间存在的多层热阻层使得IGBT模块的液冷换热效果有限，并不能够达到快速散热降温的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，以解决上述
技术介绍
中提出的IGBT模块散热路径过长，不能够快速对IGBT模块散热的技术问题。/>[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，包括：
[0008]覆铜陶瓷板，由上下设置的上覆铜层、陶瓷基片和下覆铜层组成，上覆铜层上设置有若干个芯片组件，下覆铜层相对于若干个IGBT芯片组件设置有若干个嵌入式微通道；
[0009]以及设置于覆铜陶瓷板下方的基板，基板上相对于嵌入式微通道流动方向垂直设置有若干个通道进水孔和若干个通道出水孔，且若干个通道进水孔连通设置有液体工质进口的进液流道，进液流道设置液体工质进口一端向另一端逐渐变窄；若干个通道出水孔连通设置有液体工质出口的出液流道，出液流道设置液体工质出口一端向另一端逐渐变窄；且进液流道和出液流道内均设置有圆柱支撑柱，圆柱支撑柱的间距随进液流道或出液流道的宽度同步变化。
[0010]作为一种优选方案，所述进液流道和出液流道内均设置有加强筋，加强筋设置于液体工质进口和液体工质出口处。
[0011]作为一种优选方案，所述进液流道设置有与若干个通道进水孔相连通的入口段，所述出液流道设置有与若干个通道出水孔相连通的出口段，入口段与进液流道连接处、以及出口段与出液流道连接处均设置为圆角。
[0012]作为一种优选方案，所述圆柱支撑柱设置于入口段和出口段处。
[0013]作为一种优选方案，所述入口段在冷却液流进方向上扩大，所述出口段在冷却液流出方向上扩大。
[0014]作为一种优选方案，所述进液流道和出液流道形状结构相同，且呈中心对称设置。
[0015]作为一种优选方案，所述基板由基板上板和基板下板盖合而成，其中，液体工质进口、液体工质出口、通道进水孔和通道出水孔设于基板上板上，进液流道和出液流道设置于基板下板上。
[0016]作为一种优选方案，所述芯片组件包括若干个IGBT芯片和二极管芯片。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术的散热技术基于嵌入式微通道的液体冷却，通过在覆铜陶瓷板的下覆铜层中设置嵌入式微通道，使冷却液近距离接触芯片组件，减少了热源与冷却介质之间的热量传递路径，使得冷却效率提高，极大程度的降低芯片结温，缓解热应力导致的芯片失效问题，提高IGBT模块运行过程中的稳定性和可靠性；
[0019]本专利技术的液冷结构将微通道嵌入进IGBT模块的覆铜陶瓷板中，同时在基板中加工流道，通过流道以及流道内的圆柱支撑柱设置，对冷却液进行导流，使各覆铜陶瓷板的散热均衡，减去了IGBT模块中的液冷板部件，使得IGBT模块结构更加简单，可缩小整个封装尺寸，以适应设备尺寸。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例中IGBT嵌入式微通道液冷结构的整体组装示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例中IGBT嵌入式微通道液冷结构的结构分解示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例中IGBT嵌入式微通道液冷结构的嵌入式微通道示意图；
[0023]图4是本专利技术实施例中IGBT嵌入式微通道液冷结构的基板上板示意图；
[0024]图5是本专利技术实施例中IGBT嵌入式微通道液冷结构的基板下板示意图。
[0025]附图标记：
[0026]1‑
液体工质进口；2
‑
液体工质出口；3
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覆铜陶瓷板；4
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基板上板；5
‑
基板下板；6
‑
IGBT芯片；7
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二极管芯片；8
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陶瓷基片；9
‑
上覆铜层；10
‑
下覆铜层；11
‑
嵌入式微通道；12
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通道进水孔；13
‑
通道出水孔；14
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进液流道；15
‑
出液流道；16
‑
入口段；17
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出口段；18
‑
加强筋；19
‑
圆柱支撑柱。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例
[0029]如图1
‑
5所示，本实施例提出了一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，包括：覆铜陶瓷板，由上下设置的上覆铜层、陶瓷基片和下覆铜层组成，上覆铜层上设置有若干个芯片组件，下覆铜层相对于若干个芯片组件设置有若干个嵌入式微通道；以及基板，基板上相对于
嵌入式微通道流动方向垂直设置有若干个通道进水孔和若干个通道出水孔，且若干个通道进水孔连通设置有液体工质进口的进液流道，若干个通道出水孔连通设置有液体工质出口的出液流道，冷却液依次通过进液流道、通道进水孔、嵌入式微通道对IGBT模块进行换热，并依次通过通道出水孔、出液流道排出。
[0030]具体的，IGBT嵌入式微通道液冷结构包括覆铜陶瓷板3、基板上板4和基板下板5，覆铜陶瓷板3包含陶瓷基片8、上覆铜层9和下覆铜层10，下覆铜层10中设有嵌入式微通道11，基板上板4上有液体工质进口1、液体工质出口2、通道进水孔12和通道出水孔13，基板下板5上有进液流道14、出液流道15、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，其特征在于，包括：覆铜陶瓷板，由上下设置的上覆铜层、陶瓷基片和下覆铜层组成，上覆铜层上设置有若干个芯片组件，下覆铜层相对于若干个芯片组件设置有若干个嵌入式微通道；基板，基板上相对于嵌入式微通道流动方向垂直设置有若干个通道进水孔和若干个通道出水孔，且若干个通道进水孔连通设置有液体工质进口的进液流道，进液流道设置液体工质进口一端向另一端逐渐变窄；若干个通道出水孔连通设置有液体工质出口的出液流道，出液流道设置液体工质出口一端向另一端逐渐变窄；且进液流道和出液流道内均设置有圆柱支撑柱，圆柱支撑柱的间距随进液流道或出液流道的宽度同步变化。2.根据权利要求1所述一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，其特征在于，所述进液流道和出液流道内均设置有加强筋，加强筋设置于液体工质进口和液体工质出口处。3.根据权利要求1所述一种IGBT嵌入式微通道液冷结构，其特征在于，所述进液流道设置有与若干个通道进水孔相连通的入口段，所述出液流...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭梦婷，莫小宝，何亮，贺静，俞智平，
申请(专利权)人：四川启睿克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：