[发明专利]用于功率模块的冷却装置及其相关方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及冷却装置，并且更具体地涉及一种用于功率模块的具有集成毫通道(millichannel)的冷却装置。

背景技术

功率电子设备指的是与电功率的控制和转换有关的固态电子设备的应用。该转换典型地由封装到功率模块中的硅装置、碳化硅装置和氮化镓装置执行。与功率模块相关的因素中的一个是热的产生。虽然由功率模块产生的热是由于许多因素，但是它通常涉及如下事实：功率模块效率总是小于百分之百，并且效率损失典型地产生为热。不幸地，功率模块性能倾向于随着增大的温度而削弱。

热管理的附加因素涉及许多装置在小的占地区(footprint)中的封装。装置和因此模块可以以其操作的功率密度因此取决于移除该产生的热的能力。功率电子设备的普通形式的热管理通过散热装置进行。散热装置通过将热传递成远离功率模块的热源而操作，由此使热源保持在相对低的温度处。存在包括空气冷却装置和液体冷却装置的、在热管理领域中已知的多种散热装置。

功率模块的热管理的一个实例包括使散热装置附接有嵌入的管以提供功率模块的液体冷却。散热装置典型地是金属结构，诸如铝或铜。诸如水的冷却介质穿过管以冷却功率模块。散热装置典型地联接于功率模块基部，其中，热界面材料(TIM)分散在其间。热界面材料可包括热脂、柔性热垫等。传统冷却装置具有横跨装置的大热梯度和高压降。此外，传统冷却装置具有限制功率模块的操作水平的大热阻。

存在对改进的冷却装置的需要。

发明内容

根据本发明的一个示范实施例，公开一种用于功率模块的冷却装置，该功率模块具有经由基片布置在基板上的电子模块。冷却装置包括具有至少一个冷却区段的散热板。冷却区段包括用于冷却介质的进入的入口室。多个入口歧管通道正交地联接于入口室，用于从入口室接收冷却介质。多个出口歧管通道布置成平行于入口歧管通道。出口室正交地联接于多个出口歧管通道，用于冷却介质的排出。多个毫通道在基板中布置成正交于入口歧管通道和出口歧管通道。多个毫通道将冷却介质从多个入口歧管通道引导到多个出口歧管通道。

根据本发明的另一个示范实施例，公开一种具有示范冷却装置的功率模块。

根据本发明的另一个示范实施例，方法包括经由散热板的至少一个冷却区段的入口室引导冷却介质。方法进一步包括将冷却介质从入口室引导到多个入口歧管通道，该多个入口歧管通道正交地联接于散热板的至少一个冷却区段中的入口室。方法还包括将冷却介质从多个入口歧管通道经由多个毫通道引导到多个出口歧管通道，以便冷却经由基片安装在基板上的电子模块，该多个出口歧管通道布置成平行于散热板的至少一个冷却区段中的入口歧管通道，该多个毫通道在基板中布置成正交于入口歧管通道和出口歧管通道。方法进一步包括将冷却介质从多个出口歧管通道经由出口室排出，该出口室正交地联接于多个出口歧管通道。

根据本发明的另一个示范实施例，公开一种用于制造用于功率模块的示范冷却装置的方法。

附图说明

当参照附图理解阅读下列详细描述时，本发明的这些和其他的特征、方面和优点将变得更好理解，其中，在所有附图中，同样的标记表示同样的部件，其中：

图1是根据本发明的示范实施例的功率模块的截面图；

图2是根据本发明的示范实施例的具有冷却装置的功率模块的分解透视图；

图3是根据本发明的示范实施例的功率模块的冷却装置的概略示图；和

图4是根据本发明的示范实施例的冷却装置的透视图。

具体实施方式

如根据在本文中讨论的实施例所讨论的，公开用于功率模块的冷却装置。在某些实施例中，冷却装置包括具有至少一个冷却区段的散热板。冷却区段包括用于冷却介质的进入的入口室。多个入口歧管通道正交地联接于入口室，用于从入口室接收冷却介质。多个出口歧管通道布置成平行于入口歧管通道。出口室正交地联接于多个出口歧管通道，用于冷却介质的排出。多个毫通道在功率模块的基板中布置成正交于入口歧管通道和出口歧管通道。多个毫通道将冷却介质从多个入口歧管通道引导到多个出口歧管通道。在本文中应当注意，本发明的方面大体涉及散热装置、堆叠件和使用散热装置的设备，并且更具体地涉及毫通道散热装置。在本文中应当注意，“毫通道”在每个尺寸方面具有大约毫米级的宽度和高度。