【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末冶金，具体涉及一种注射成形针翅散热器及其组合烧结制备方法。
技术介绍
1、随着igbt逆变器等功率半导体器件逐渐趋向轻量化、小型化和集成化发展，其功率密度越来越大，导致其热流密度越来越高。高热流密度的芯片在小空间、高频率下正常工作会产生千瓦级的功率损耗，大量聚集的热量如果不能及时通过散热器散出，热量会在狭小的内部空间中逐渐积累，高温和显著的温度梯度引起的热应力可能导致芯片产生裂缝和孔洞、键合线断裂等问题，引起芯片失效，严重降低电子产品性能和系统可靠性。芯片在正常工作温度的基础上，每升高10℃，故障率就增大一倍左右，提高电子产品的使用性能和寿命，需要优异的热管理系统来进行温度控制。
2、图1示出的铜针翅散热器是目前应用最为广泛的igbt逆变器的散热部件，密排于基板1上的大量圆形或椭圆、菱形针翅2可有效提高散热器与冷却水的换热面积，进而提升换热效率。然而，基板上各个针翅的散热效率并不相同。由于背部贴合的芯片面积远小于散热器基板，因此在实际工作中，一般只有靠近芯片位置的基板和针翅温度较高，进而与冷却水的热交换效率也相对较高，而远离芯片位置的基板和针翅温度则相对较低，与冷却水的热交换效率也大打折扣，导致针翅散热器的结构优势并未有效利用。因此，提升针翅散热器基板和针翅的均温性，是进一步提升散热效率的有效方式。
3、igbt逆变器用铜针翅散热器的制造工艺目前主要有冷锻和粉末注射成形工艺。采用铜粉末注射成形技术，除了具备节能节材、绿色制造的优势以外，还能够通过模具的灵活设计，实现针翅形状相对复杂、针翅
技术实现思路
1、为了克服现有常规注射成形工艺制备的针翅散热器在工作过程中存在的基板和针翅均温性差的问题，本专利技术的主要目的在于提供一种注射成形针翅散热器及其组合烧结制备方法，该注射成形针翅散热器通过在基板、针翅内部增加导热毛细芯结构，使基板、针翅具备均热板结构，提升基板和针翅的均温性。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种注射成形针翅散热器。
3、该注射成形针翅散热器包括基板以及分布在所述基板上的多个针翅；
4、所述基板内部和/或至少部分所述针翅内部具有连通的空腔，所述空腔内填充毛细芯及液相介质，形成导热毛细芯结构，以提升针翅散热器的均温性。
5、进一步的，所述毛细芯均匀覆盖在所述空腔的内侧壁上，所述液相介质充填在所述毛细芯合围形成的容纳空间内。
6、进一步的，所述毛细芯材料包括但不限于粉末、丝网、纤维。
7、进一步的，所述液相介质包括但不限于丙酮、纯水、乙二醇。
8、进一步的，所述基板上或者所述针翅上设有连通所述空腔的注入通道，并且所述注入通道的远离所述空腔的一端封闭设置。
9、为了实现上述目的，根据本专利技术的第二方面，提供了一种注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法。
10、该注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法包括以下步骤：
11、对针翅散热器进行结构分体设计，分为上分体结构和下分体结构；
12、利用注射成形工艺分别制备上分体结构注射坯和下分体结构注射坯；其中，所述上分体结构注射坯由上基板和分布在其上的多个针翅组成，所述下分体结构注射坯由至少一个下基板组成；所述上基板上和/或至少部分所述针翅内部具有连通的凹槽，所述凹槽的开口朝向所述下基板；
13、至少在所述凹槽的内侧壁上覆盖毛细芯材料；
14、将所述上分体结构注射坯与所述下分体结构注射坯对合连接为一体，获得组合坯；其中，所述下基板与所述凹槽之间合围形成所述空腔，所述空腔内非完全填充所述毛细芯材料；
15、对所述组合坯依次进行预脱脂、热脱脂和烧结致密化处理，得到烧结件；
16、向所述烧结件内部的所述空腔内注入液相介质，抽真空后封存，制得内部具有导热毛细芯结构的针翅散热器。
17、进一步的，所述毛细芯材料均匀覆盖在所述凹槽的内侧壁上以及所述下基板的朝向所述凹槽的表面上。
18、进一步的，所述组合坯的形成工艺为：
19、在压合温度下，同时在所述上分体结构注射坯与所述下分体结构注射坯的拼合接触面的相对两侧施加压合力，使其粘合为一体形成所述组合坯。
20、进一步的，所述压合温度设定在注射成形所采用喂料中粘结剂的软化温度区间内，所述压合力不高于注射成形过程的注射压力。
21、进一步的，制得的所述上分体结构注射坯和所述下分体结构注射坯中：
22、在所述上基板和/或所述下基板上设有连通槽，用于对合连接后形成连通所述空腔的注入通道；或者
23、在所述针翅上开设有连通所述空腔的注入通道。
24、本专利技术的优势：
25、1、本专利技术通过在基板、针翅内部增加导热毛细芯结构，可以通过其中液相介质的相变传热高效提升基板和针翅的均温性，提高远离芯片位置的基板和针翅的温度，进而提升与冷却水的换热效率，进一步降低芯片温度。
26、2、本专利技术通过设计上下分体结构，并采用组合烧结的方法制备注射成形针翅散热器，工艺流程属于绿色制造，节能节材，具有成本优势。
27、3、本专利技术中注射成形零件的组合烧结方法，对于其他非散热器类零件也可以适用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种注射成形针翅散热器，其特征在于，包括基板以及分布在所述基板上的多个针翅；
2.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述毛细芯均匀覆盖在所述空腔的内侧壁上，所述液相介质充填在所述毛细芯合围形成的容纳空间内。
3.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述毛细芯材料包括但不限于粉末、丝网、纤维。
4.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述液相介质包括但不限于丙酮、纯水、乙二醇。
5.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述基板上或者所述针翅上设有连通所述空腔的注入通道，并且所述注入通道的远离所述空腔的一端封闭设置。
6.一种权利要求1-5任一项所述的注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法，其特征在于，所述毛细芯材料均匀覆盖在所述凹槽的内侧壁上以及所述下基板的朝向所述凹槽的表面上。
8.如权利要求6所述的注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法，其特征在于，所
9.如权利要求8所述的注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法，其特征在于，所述压合温度设定在注射成形所采用喂料中粘结剂的软化温度区间内，所述压合力不高于注射成形过程的注射压力。
10.如权利要求7所述的注射成形针翅散热器的组合烧结制备方法，其特征在于，制得的所述上分体结构注射坯和所述下分体结构注射坯中：
...【技术特征摘要】
1.一种注射成形针翅散热器，其特征在于，包括基板以及分布在所述基板上的多个针翅；
2.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述毛细芯均匀覆盖在所述空腔的内侧壁上，所述液相介质充填在所述毛细芯合围形成的容纳空间内。
3.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述毛细芯材料包括但不限于粉末、丝网、纤维。
4.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述液相介质包括但不限于丙酮、纯水、乙二醇。
5.如权利要求1所述的注射成形针翅散热器，其特征在于，所述基板上或者所述针翅上设有连通所述空腔的注入通道，并且所述注入通道的远离所述空腔的一端封闭设置。
6.一种权利要求1-5任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁雪冰，王林山，胡强，梁双化，田小飞，杨欣宇，林鹏程，
申请(专利权)人：有研纳微新材料北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。