CN117913051A - 一种3d波浪型均匀散热底板 - Google Patents
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Abstract
一种3D波浪型均匀散热底板，其包括一个基座，一个设置于所述基座的一侧的冷却块，以及若干个交叉排列设置于基座朝向所述冷却块的一侧的散热翅片。所述散热翅片由若干个弧面翅排列连接而成。相邻的两个所述散热翅片之间具有若干个穿孔，相邻的两个所述散热翅片相互连接，同时又相互连通。冷却液从所述穿孔的开口处流向并冲击到所述穿孔的内部，以及所述凸出部的内侧，并流向下一排的所述弧面翅上的所述穿孔。所述3D波浪型均匀散热底板通过两两相邻的两个所述散热翅片之间相邻连接，并且相互连通，使得冷却液相互错流，从而在降低结温，提高出流能力的同时，也提高了所述芯片间的均温程度，增加所述3D波浪型均匀散热底板的可靠性及使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及功率模块散热技术领域，特别是涉及一种3D波浪型均匀散热底板。
背景技术
随着电子器件的小型化，单位面积或体积上可容纳的电子器件也日益增加。电子器件的集中工作，不可避免地会带来发热问题，尤其是IGBT功率模块这种功率器件上，过度的发热会影响模块的正常工作，甚至损毁模块。因此需要在散热底板上设置散热翅进行散温。如图6所示，传统的散热底板上的散热翅只能让冷却液沿平面流动，扰流能力不高。如图8所示，改进的散热底板上的散热翅略微加强了扰流能力，使得冷却液在主流道上产生了分支。但其出流能力仍然有限，还能进一步得提高扰流能力。
如中国专利CN201510885188.7揭示了用于功率模块的散热器，其具有基板，散热器包括散热器主体，在散热器主体上设置有容纳槽，在容纳槽内设置扰流装置，扰流装置包括翅片，翅片构造为波浪状，并且波浪状的翅片的槽道的开口朝向冷却剂供给方向，以引导冷却剂流过翅片。该散热器通过扰流装置，增加了散热器的散热效率。但该翅片与图6差别不大，其散热能力影响出流能力有限，且芯片之间的温差较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种，以解决上述问题。
一种3D波浪型均匀散热底板，其包括一个基座，一个设置于所述基座的一侧的冷却块，以及若干个交叉排列设置于基座朝向所述冷却块的一侧的散热翅片。所述散热翅片由若干个弧面翅排列连接而成，该弧面翅包括一个凸出部，以及一个设置于所述凸出部的一侧的凹陷部。所述凸出部的一侧设置有一个第一斜面部，所述凹陷部远离所述第一斜面部的一侧设置有第二斜面部。所述第一斜面部的倾斜角度与所述第二斜面部的倾斜角度相同。一个所述弧面翅上的所述第一斜面部与另一个所述弧面翅上的所述第二斜面部相对应并抵接，一个所述弧面翅上的所述凸出部朝向所述基座的一侧对应相邻的一个所述弧面翅上的所述凹陷部。相邻的两个所述散热翅片之间具有若干个穿孔，相邻的两个所述散热翅片相互连接，同时又相互连通。冷却液从所述穿孔的开口处流向并冲击到所述第一斜面部与所述第二斜面部朝向所述基座的一侧，以及所述凸出部的内侧，并流向下一排的所述弧面翅上的所述穿孔。
进一步地，所述基座的两侧设置有若干个用于连接导线的电线接头。
进一步地，所述基座上设置有若干个的螺孔。
进一步地，所述冷却块包括一个块体，两个分别开设于所述块体的两侧的开口，以及一个开设于所述块体上的流道。
进一步地，所述块体具有所述流道的一侧与所述基座具有所述散热翅片的一侧相抵接并固定连接。
进一步地，所述凸出部朝向所述基座的一侧与所述凹陷部结构相同。
进一步地，若干个所述散热翅片形成一个具有波浪型的整体。
与现有技术相比，本发明提供的3D波浪型均匀散热底板通过对应设置的所述凸出部与所述凹陷部，使得两两相邻的两个所述散热翅片之间相邻连接，并且相互连通，使得冷却液相互错流，从而在降低结温，提高出流能力的同时，也提高了所述芯片间的均温程度，增加底板的可靠性及使用寿命。
附图说明
图1为本发明提供的3D波浪型均匀散热底板的分解结构示意图。
图2为图1的3D波浪型均匀散热底板的另一个视角的结构示意图。
图3为图1的3D波浪型均匀散热底板所具有的冷却块的结构示意图。
图4为图1的3D波浪型均匀散热底板所具有的散热翅片的结构示意图。
图5为图1中的A处的放大示意图。
图6为传统的散热底板的结构示意图。
图7为图6的传统的散热底板的试验数据显示图。
图8为改进型的散热底板的结构示意图。
图9为图8的改进型的散热底板的试验数据显示图。
图10为图1的3D波浪型均匀散热底板的结构示意图。
图11为图10的3D波浪型均匀散热底板的试验数据显示图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1所示，其为本发明提供的3D波浪型均匀散热底板的机构示意图。所述3D波浪型均匀散热底板包括一个基座10，一个设置于所述基座10的一侧的冷却块20，以及若干个交叉排列设置于基座10朝向所述冷却块20的一侧的散热翅片30。可以想到的是，所述3D波浪型均匀散热底板还包括一些其他的功能模块，如电器件模块，电源模块等等，其为本领域技术人员已习知的技术，在此不再一一赘述。
请一并参阅图2至图5。所述基座10提供给放置所述散热翅片30的平台。所述基座10远离所述散热翅片30的一侧排列设置有若干个芯片11，该芯片11本身为现有技术，在此对其工作原理不进行赘述。所述芯片11在工作时会产生大量的热，因此需要该散热底板对其进行散热，以保证所述芯片11的使用状态。
所述基座10的两侧设置有若干个用于连接导线的电线接头12，该电线接头12用于连接外部的电器件模块，从而与所述芯片11电性连接。所述基座10上还设置有若干个的螺孔13，以用于将所述基板10与所述冷却块20固定连接。
所述冷却块20包括一个块体21，两个分别开设于所述块体21的两侧的开口22，以及一个开设于所述块体21上的流道23。
所述块体21具有所述流道23的一侧与所述基座10具有所述散热翅片30的一侧相抵接并固定连接，如此所述流道23与所述散热翅片30能够处于同一个腔室中，从而使得流经所述流道23中的冷却液能够通过所述散热翅片30，进而达到散热效果。
两个所述开口22与所述流道23贯通，冷却液从一个所述开口22流向另一个所述开口22，冷却液的具体流向将在下面进行说明。
所述散热翅片30由若干个弧面翅40排列连接而成。所述弧面翅40包括一个凸出部41，以及一个设置于所述凸出部41的一侧的凹陷部42。
所述凸出部41朝向所述基座10的一侧与所述凹陷部42结构相同，该凸出部41的一侧设置有一个第一斜面部43，所述凹陷部42远离所述第一斜面部43的一侧设置有第二斜面部44。所述第一斜面部43的倾斜角度与所述第二斜面部44的倾斜角度相同，如此当所述散热翅片30交叉排列设置后，一个所述弧面翅40上的所述第一斜面部43与另一个所述弧面翅40上的所述第二斜面部44相对应并抵接，从而将若干个所述散热翅片30形成一个具有波浪型的整体。
一个所述弧面翅40上的所述凸出部41朝向所述基座10的一侧对应相邻的一个所述弧面翅40上的所述凹陷部42，如此在它们之间形成了一个穿孔45，从而使得相邻的两个所述散热翅片30相互连接，同时又相互连通。冷却液从所述穿孔45的开口处流向并冲击到所述第一斜面部43与所述第二斜面部44朝向所述基座10的一侧，以及所述凸出部41的内侧，使得冷却液在一个三维空间内流动，并流向下一排的所述弧面翅40上的所述穿孔45。该三维空间可分为X平面，Y平面，以及法向平面，X平面为冷却液的主通道，Y平面为冷却液的分支通道，法向平面为较强的扩散和湍流流动方向。所述弧面翅40的结构能够使得冷却液相互错流地经过所述穿孔45，加强了扰流能力，从而增加冷却液与该底板的接触面积，保证该底板首尾位置处的冷却液的水压大小，进而提高了所述芯片11之间的均温程度。
请一并参阅图6至图11。通过实验得出，传统的波浪型翅片在进行散热工作时，左右两侧的最小结温为135.52℃，最大结温为140.11℃，温差为4.59℃。
改进型的波浪型翅片在进行散热工作时，左右两侧的最小结温为131.68℃，最大结温为134.87℃，温差为3.19℃。
本发明提供的3D波浪型均匀散热底板在进行散热工作时，左右两侧的最小结温为133.69℃，最大结温为134.52℃，温差为0.83℃。
根据实验数据得出，采用所述3D波浪型均匀散热底板能够将最大温差控制在1℃左右，从而使得所述3D波浪型均匀散热底板在降低结温，提高出流能力的同时，也提高了芯片间的均温程度，增加底板的可靠性及使用寿命。
与现有技术相比，本发明提供的3D波浪型均匀散热底板通过对应设置的所述凸出部41与所述凹陷部42，使得两两相邻的两个所述散热翅片30之间相邻连接，并且相互连通，使得冷却液或气体相互错流，从而在降低结温，提高出流能力的同时，也提高了所述芯片11间的均温程度，增加底板的可靠性及使用寿命。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (7)
1.一种3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：所述3D波浪型均匀散热底板包括一个基座，一个设置于所述基座的一侧的冷却块，以及若干个交叉排列设置于基座朝向所述冷却块的一侧的散热翅片，所述散热翅片由若干个弧面翅排列连接而成，该弧面翅包括一个凸出部，以及一个设置于所述凸出部的一侧的凹陷部，所述凸出部的一侧设置有一个第一斜面部，所述凹陷部远离所述第一斜面部的一侧设置有第二斜面部，所述第一斜面部的倾斜角度与所述第二斜面部的倾斜角度相同，一个所述弧面翅上的所述第一斜面部与另一个所述弧面翅上的所述第二斜面部相对应并抵接，一个所述弧面翅上的所述凸出部朝向所述基座的一侧对应相邻的一个所述弧面翅上的所述凹陷部，相邻的两个所述散热翅片之间具有若干个穿孔，相邻的两个所述散热翅片相互连接，同时又相互连通，冷却液从所述穿孔的开口处流向并冲击到所述第一斜面部与所述第二斜面部朝向所述基座的一侧，以及所述凸出部的内侧，并流向下一排的所述弧面翅上的所述穿孔。
2.根据权利要求1所述的3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：所述基座的两侧设置有若干个用于连接导线的电线接头。
3.根据权利要求1所述的3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：所述基座上设置有若干个的螺孔。
4.根据权利要求1所述的3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：所述冷却块包括一个块体，两个分别开设于所述块体的两侧的开口，以及一个开设于所述块体上的流道。
5.根据权利要求4所述的3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：所述块体具有所述流道的一侧与所述基座具有所述散热翅片的一侧相抵接并固定连接。
6.根据权利要求1所述的3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：所述凸出部朝向所述基座的一侧与所述凹陷部结构相同。
7.根据权利要求1所述的3D波浪型均匀散热底板，其特征在于：若干个所述散热翅片形成一个具有波浪型的整体。
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Cited By (1)
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| CN118629974A (zh) * | 2024-08-14 | 2024-09-10 | 浙江翠展微电子有限公司 | 一种具有微扰流高效均温散热结构的高功率模块 |
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