電路模塊水冷器及IGBT功率模塊的制作方法

本發明屬于散熱技術，具體是涉及電路元器件散熱部件。

背景技術：

自大功率半導體igbt、mosfet模塊在電子工程廣泛應用以來，使用時即面臨對熱源表面采取冷卻方式來解決散熱問題，目前市面上以下幾種傳統的散熱方式：

1、采用插片式風冷散熱器貼合在功率模塊上散熱，散熱器自身從熱源傳熱經鋁板再到插片，因插片與鋁板之間連接工藝導致熱阻過大，傳輸路徑復雜，散熱效率不高，成本也高。

2、鋁板內加工內流道再貼合在功率模塊上散熱，此種水冷器面臨加工鋁板工件過大，必須上大型cnc加工設備，或采用大型深孔加工設備加工，導致加工難度達，產品自身重量過重，不易搬運。且在加工水道時不能一次成型成s型流道，導致加工過程穿透鋁水冷器，再堵入一端，造成不漏水的風險，且增大流阻，因為此方式水冷器成本也過高。

3、鋁板加工s槽，埋入預彎好的銅管，在鋁板與銅管間隙中填入導熱材料；此水冷器具有鋁工件過大，必須上大型cnc加工設備，具加工s槽與銅管之間配合工藝上難控制，具填入導熱材料具有固化工藝，造成由熱源傳導進冷卻液的路徑中過多層次，具銅管面積過少，無法快速有效解決散熱。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題與不足，本發明的目的是提供一種散熱效率高的電路模塊水冷器。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案是：一種電路模塊水冷器，由面蓋和底座構成，所述底座開設有用于容納換熱流體的內腔，內腔由面蓋封裝；將面蓋與電路模塊連接，使電路模塊產生的熱能通過面蓋傳入內腔里面的流體，流體將熱能帶走從而起到對電路模塊的散熱功能。

進一步地，底座的內腔中或/和面蓋的內側設置至少一塊換熱單元。

所述底座的內腔設置至少一塊分流片，起導流作用及起支撐作用。

所述面蓋與底座的內腔之間設置換熱單元，換熱單元與分流片的各種組合布局形成不同結構形式的流道，以適應不同散熱場合。

所述底座的內腔開設有管接口，在管接口處或在管接口軸線上設置分流片。

所述換熱單元由若干翅片構成，翅片之間的間隙可依流體工況作調整；翅片分列兩組，兩列翅片之間形成中間流道，每列翅片的側邊與底座的內腔的側壁之間形成側邊流道。

所述水冷器的面蓋的內側面設置散熱單元，底座的管接口處設置導流塊；底座的內腔設置c型分流墻，起分流作用，同時，起支撐散熱單元和面蓋的作用，以增強水冷器整體強度；底座的內腔的中部且位于型分流墻的中部具有一導流斜面；散熱單元與分流墻之間設置c型分流片，c型分流片中間開設有槽口；電路模塊工作時，水冷器的內腔通入流體，經過導流塊，沿著導流斜面進入c型分流片的槽口處的散熱單元的中部，最后從分流墻處散熱單元的兩側流出。

所述各個水冷器通過連接管實現串聯，以及通過連接管與總管的連接實現并聯組合。

所述各個水冷器布置于基板上，且各個獨立式水冷器通過連接管實現串聯，以及通過連接管與總管的連接實現并聯組合。

本發明采用的另一技術方案是：一種igbt功率模塊，包括igbt功率模塊本體，其特征在于：所述igbt功率模塊本體與上述任一權利要求所述的電路模塊水冷器連接，igbt功率模塊本體的熱能傳至電路柜塊水冷器內部的流體，從而起來散熱作用。

實施上述發明技術方案，由于內腔可通入流體，使電路模塊產生的熱能通過面蓋傳入內腔里面的流體，流體將熱能帶走從而起到對電路模塊的散熱功能；通過增加換熱單元，增大散熱效果；通過設置分流片，起導流作用以增大散熱效果；通過熱換單元與分流片的不同組合布局，形成多種結構形式的流道，以適應不同散熱場合。本發明電路模塊水冷器熱量傳導路徑短，接觸熱阻低，具有高效傳熱和散熱效果，廣泛應用于大功率模塊散熱，尤其適合于大功率igbt電力電子器件上的水冷卻方式，如各種電焊機、戶外工控設備、高鐵電氣大功率igbt等。

附圖說明

圖1是電路模塊水冷器的結構示意圖。

圖2是電路模塊水冷器獨立應用時的安裝示意圖。

圖3是第一實施例電路模塊水冷器的爆炸結構示意圖。

圖4是第一實施例電路模塊水冷器的工作原理圖。

圖5是第二實施例電路模塊水冷器的爆炸結構示意圖。

圖6是第二實施例電路模塊水冷器的面蓋的結構示意圖。

圖7是第二實施例電路模塊水冷器的工作原理圖。

圖8是第三實施例電路模塊水冷器的面蓋的結構示意圖。

圖9是第三實施例電路模塊水冷器的底座的結構示意圖。

圖10是第三實施例電路模塊水冷器的工作原理圖。

圖11是電路模塊水冷器串聯應用時的示意圖。

圖12是電路模塊水冷器組合應用時的示意圖。

圖13是電路模塊水冷器平鋪應用時的示意圖。

具體實施方式

如圖1至4所示，電路模塊水冷器1由面蓋3和底座2構成。底座2呈四方形體，底座2具有容納水的內腔2.1，底座2的四角開設有螺紋孔2.2，底座2的側面連接兩個管接口4，底座3的內腔2.1被面蓋3封蓋。水冷器1的面蓋疊裝電路模塊6，通過螺栓8將電路模塊固定于水冷器1的面蓋3上，水冷器1的管接口4連通連接管7，連接管與散熱系統中的其它元件連接。水冷器1的底座2的內腔2.1放置散熱單元4，底座2的內腔2.1的管接口處設置分流片5。分流片的形狀為v型，分流片起定位散熱單元的作用以防止移動，同時起導流作用，還具有支撐面蓋的作用。導流片開設有限流縫，起調節水流速度的作用。散熱單元采用折疊fin產品，其內部具有過流槽。電路模塊6工作時產生的熱源經水冷器1的面蓋傳熱給水冷器的內腔內流動的流體，流體將熱能交換帶走從而起到散熱作用。電路模塊工作時，水冷器的內腔中通入流體，經分流片導流進入散熱單元內進行換熱，流體流經方向可以雙向互換。

如圖5至7所示，水冷器1的面蓋3的內側面設置散熱單元4，散熱單元4由若干片翅片4.1排列構成，翅片之間的間隙可依流體工況作調整。翅片4.1分列兩組，兩列翅片之間形成中間流道4.3。每列翅片的側邊與底座2的內腔2.1的側壁之間形成側邊流道4.2。水冷器1的底座2的內腔2.1的側壁中部設置分流片2.3，內腔2.1的管接口中心線處設置分流片9，分流片可讓水流依設計流道通行，同時還起支撐面蓋的作用，以增強水冷器整體強度。電路模塊工作時，水冷器的內腔通入流體，經分流片導流進入散熱單元內進行換熱，流體流經方向可以雙向互換。

如圖8至10，水冷器1的面蓋3的內側面設置散熱單元4和導流塊3.1，導流塊3.1位于散熱單元的兩端且與底座2的管接口處相對應。底座的內腔2.1設置c型分流墻10，起分流作用，同時，起支撐散熱單元和面蓋的作用，以增強水冷器整體強度。底座2的內腔2.1的中部且位于c型分流墻10的中部具有一導流斜面2.4。散熱單元4與分流墻10之間設置c型分流片12，c型分流片12中間開設有槽口12.1，槽口大小可依實際工況調整。電路模塊工作時，水冷器的內腔通入流體，經過導流塊，沿著導流斜面進入c型分流片的槽口處的散熱單元4的中部，最后從分流墻處散熱單元4的兩側流出，流體流經方向僅是單向不能互換。

如圖11所示，多個水冷頭采用串聯連接方式。電路模塊6裝配于水冷器1，水冷器1的管接口連通連接管7，將多個水冷器1串聯起來，從而對多個電路模塊進行散熱。

如圖12所示，多個水冷頭采用組合連接方式，即是串聯后再并聯。電路模塊6裝配于水冷器1，水冷器1的管接口連通連接管7，連接管7接入總管11。

如圖13所示，基板13的一側面安裝多個電路模塊6，基板13的另一側面相應地安裝水冷器1，水冷器的管接口連通連接管7，連接管7接入總管11。基板13具有加強筋，以增強基板的強度。