一种通过冷却体对流体流进行分布的流分布器（1），所述流分布器（1）包含：进口集管（10）、出口集管（15）、一或多个流槽，每一个流槽设置为把进口集管（10）和出口集管（15）流畅地互相连接，每一个流槽包含与进口集管（10）进行流体传递的槽进口（13）、与出口集管（15）进行流体传递的槽出口（14）、以及用于引导从槽进口（13）到槽出口（14）的流体流的流通道，其中，流分布器（1）形成在直接接合到将被冷却的绝缘层（3）的固体层（2）中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种分布冷却剂的流分布器。具体地讲，本专利技术涉及一种提供比现有技术分布器更有效和更经济的冷却的流分布模块。
技术介绍
通常把功率半导体安装在衬底上，所述衬底包含每一侧均具有金属层的电绝缘层。可以把功率半导体安装在具有用作连接半导体各个端子的电路的第一金属层的绝缘层的第一侧。当半导体处于工作状态时，半导体会产生热量，这一热量透过第一金属层、透过绝缘层、然后透过附接于绝缘层的相反侧的第二金属层。于是，例如可以使用与第二金属层·相接触的冷却剂从半导体转移热量。尽管在许多应用中这一做法是足够的，然而在某些情况下，为了缩短热路径长度并从而增加从半导体转移热量的速率，让冷却剂尽可能接近绝缘层地输送是有益的。已经建议在第二金属层中形成流体流通道，于是可以使冷却剂更近地流至绝缘层。这一方案具有如下缺点传统上，金属层的厚度被限制为最多为大约I毫米，从而导致极窄的通道，这致使流阻增加和流量降低。这样的通道也易遭阻塞并导致可靠性的降低。对上述方案的修改是，建立包含若干薄层的厚金属层，每一个层包含孔图案，当组装时，这些孔形成一组适合于输送冷却剂的流通道。尽管进行了这一改进，但这一方案仍仅允许形成相对窄的通道，并且具有上述缺点。另外，若干金属层的组装也是昂贵的工艺，从而导致该已知方法的明显的商业缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个目的旨在提供一种能够提供比已知技术更均匀的冷却的流分布器。本专利技术的另一个目的旨在提供一种能够提供比现有技术流分布器更高冷却效率的流分布器。本专利技术的再一个目的旨在提供一种能够提供更好热传递，同时维持跨流分布器的低压力降的流分布器。本专利技术还有一个目的旨在提供一种能够比已知流分布器更简单并且能够更便宜地加以制造的流分布器。根据本专利技术，通过提供一种通过冷却体对流体流进行分布的流分布器，可以实现上述和其它目的，所述流分布器包含 -进口集管 -出口集管 -一或多个流槽，每一个流槽设置为把进口集管和出口集管流畅地互相连接，每一个流槽包含与进口集管进行流体传递的槽进口、与出口集管进行流体传递的槽出口、以及用于引导从槽进口到槽出口的流体流的流通道，其中，流分布器形成在直接接合到将被冷却的绝缘层的固体层中。可以由与绝缘层相同的材料形成固体层，或者可以使用不同的材料形成固体层。这样的流分布器有助于绝缘层的更均匀的冷却，因为每一个流槽对绝缘层的一小部分进行冷却，并且直接从进口集管提供冷却剂以及直接向出口集管排放。另外，由于直接在固体层中形成流分布器，所以从将被冷却的绝缘层到冷却剂的热路径长度极短。因此，流分布器 的冷却效率极高。直接接合到绝缘层的方法可以为熔融接合、共晶接合或者其它合适的方法。流体优选为液体，然而可以替换地为气体或者气体与液体的混合。流分布器包含进口集管、出口集管以及一或多个流槽。把每一个流槽设置为把进口集管和出口集管流畅地互相连接。因此，流体经由一或多个流槽从进口集管导向出口集管。进口集管将流体分布到流槽，并且来自流槽的流体被收集在出口集管中。可以把进口集管有利地流畅地连接到提供冷流体的流体源。相类似，可以把出口集管有利地流畅地连接到用于收集已经被引导通过流槽的流体的流体排放口。流体可以再循环，在这一情况下，可以有利地把热交换器设置在出口集管和进口集管之间，以避免被引导通过流槽的流体的温度增加。绝缘层可以具有在以下两方面之间加以折衷的厚度，S卩，一方面在制造期间易于处理，另一方面可以安装在远离流分布器的绝缘层侧的热生成部件所产生的热量易于传输。在一个实施例中，绝缘层的厚度为O. 38mm,例如O. 2mnT0· 5mm,例如O. ImnTlmm,例如O.OlmnTlOmm0绝缘层可以包括陶瓷。合适的陶瓷的示例包括氮化硅、氮化铝以及氧化铝。可以通过压铸(die casting)形成所述进口集管、所述出口集管以及所述一或多个流槽。与其它在固体中形成通道的方法相比，这样的方法是便宜的，因此，与其它可比的产品相比，按这一方式制造的流分布器制造起来更简单和更便宜。固体层可以包含诸如铝或者铝合金的金属，或者包含合适的塑料材料。流分布器的厚度至少为O. 5mm,也可以为50mm或者更厚。这样的厚度能够使流分布器包含宽的通路，从而提供更好的热传递，同时维持跨流分布器的低压力降。当通过引导流体的层流(例如，沿表面的液体流)冷却表面时，通常会在与该表面直接相邻的流动的流体中形成边界层。在该边界层中的流速度低于冷却流体的其余部分的流速度。边界层的厚度沿流体的流方向增加，并且边界层厚度的增加以及较低的流速度的组合导致了热传递，从而在某些情况下大大降低了系统的冷却效率。为了使流体在从槽进口流至槽出口时反复地改变方向，可以形成至少一个流槽。当流体经由流路径从进口集管流至出口集管时，流方向的这样的变化扰乱了流图案，从而有助于防止边界层的形成。另外，本专利技术的流分布器还适合于按以下方式连接到另一个至少基本相同的流分布器把进口集管连接到另一个至少基本相同的进口集管以形成公共流体进口，以及把出口集管连接到另一个至少基本相同的出口集管以形成公共流体出口，从而流分布器适合于形成流分布器堆的一部分。本专利技术的流分布器可以适合于适当场合中诸如水、油、气体或者甚至双态冷却剂的不同的冷却剂。附图说明现在，将参照附图更详细地描述本专利技术，其中， 图I为根据本专利技术第一实施例的流分布器的透视图， 图2为与图I相同的实施例的透视图， 图3为当前专利技术的第一实施例的金属层的透视图， 图4示出了组装形式的流分布器， 图6图示了本专利技术第二实施例的透视图， 图7图不了另一个实施例， 图8图示了本专利技术另一个实施例的透视图， 图9为图8中所示实施例的部件侧的透视图，以及 图10为组装成流分布器堆的10个图8和9中所示实施例的透视图。具体实施例方式图I为根据本专利技术第一实施例的流分布器I的透视图。流分布器I包括铝层2，在铝层2的一个表面上接合了两个陶瓷层3。在离开铝层2的一侧，两个陶瓷层附接到另一个铝层4，在该另一个铝层4上附接了多个功率半导体部件5。当操作时，这样的功率半导体部件5产生通过铝层4、陶瓷层3传导并且达到金属层2的热量。金属层2为IOmm厚，然而其可以为其它厚度。图2为与图I相同的实施例的透视图，但此次从另一个方向观看流分布器1，在这一图中，陶瓷层3是不可见的，陶瓷层3被放置在分布器I的相反侧。然而，这一图中可见的是金属层2及其内部结构。这一结构包含出口壁18和若干内部壁段19，内部壁段19把出口壁中的区域划分成若干个空间，当把盖板6放置在出口壁18之上时，这些空间变为封闭的体积。以下将更详细地描述所述内部结构。此处，盖板6在‘分解的’位置中示出，以能够看清金属层2的内部结构的细节。此处，可以看到的是盖板6中的两个孔、进口 7以及出口 8，通过它们冷却剂分别进入和离开流分布器I。由铝或者铝合金形成盖板6，并且当在适当的位置进行铜焊或者熔焊时，盖板6连接到金属层2。盖板6增加了流分布器I的整个设计的抗挠劲度和抗压强度。图3为当前专利技术第一实施例的金属层2的透视图。在这一图中，按与图I和2稍微不同的角度进行了描绘，以更清楚地看到内部细节。通过压铸工艺形成金属层2。金属层2在与陶瓷层3 (不可见)相邻的面上包含平基板20，壁从陶瓷层3沿本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K奥莱森，L波尔森，A丹尼尔，F奥斯特瓦尔德，
申请(专利权)人：丹福斯矽电有限责任公司，
类型：
国别省市：
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