[发明专利]一种功率器件散热器的散热片排布方法及散热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率器件散热器的设计和加工制作方法及其散热器，尤其是针对一个散热器上安装多个功率半导体器件的散热片排布方法及散热器，主要应用用于200A以上大功率晶闸管、25A以上晶闸管及整流模块、50A以上大功率IGBT。 

背景技术

大功率半导体器件在运行过程中会产生大量的热，为了不至于烧坏功率器件，现在都必须通过散热器来帮助其散热；其中，散热片式散热器是一种常用的散热器，散热片式散热器主要承载功率器件的传热和散热功能。 

目前的散热片式散热器基本都是由两个单元结合，散热片和基板，散热片主要起散热功能，基板起传热功能。一般散热片式散热器在加工制作时，都是先分别制作好基板和散热片，再将散热片插入到基板上，然后通过焊接将散热片与基板焊接起来，组成散热片式散热器，这种散热器具有散热功率较大，性能稳定可靠的特点，因此得到广泛应用。然而，随着功率器件的功率密度越来越大，散热器的热流密度也越来越高，要求的散热器的散热能力越来越强。为提高单位体积的散热能力，只有通过提高散热面积和材料的热导率来实现。现有提高散热器面积的主要方法主要是采用多孔散热片或波纹片提高散热面积，但除存在流阻大、进风口先后的功率器件散热器温度差大等缺陷外，还存在如下两个缺陷：一随着散热片高度的增高，散热片的效率低；二散热器无法用整体型材成型，只能采用嵌片或镶齿的工艺；但如果为了增加散热面积，将散热片间距的减少，嵌片和镶齿工艺实现困难将增加，导致质量不稳定，因此现有的型材、嵌（镶）片散热器的散热片的最小间距2.5mm以上，散热能力有限，当功率密度更大时，只有采用其它方式的散热器。此外，采用现有的嵌片或镶齿的工艺，为了保证制作工艺，散热片一般都是采用相同厚度的散热片，按照等间距的方式进行排布；这样虽说制作比较简单，但对于多个功率器件同时排布在一个散热器上时，由于同一个散热器安装多个功率器件时，进风口和出风口的风温可能达到20℃以上，出风口的功率器件会比进风口的功率器件高15℃以上，这样就会出现各个功率器件的散热效果不一样，导致各功率温度不均匀，这样将造成部分功率器件提前老化失效，将极大影响功率器件的使用性能，因此很有必要对此加以改进。 

通过专利检索到一些有关散热器方面的专利，但未发现与本发明相同的专利技术，与本发明技术相关的专利主要有以下一些： 

1、专利申请号为CN201010611031.2，发明名称为“  一种插片式散热器及具有插片式散热器的散热装置”，该专利公开了一种插片式散热器及具有插片式散热器的散热装置，插片式散热器设置有基板和安装于所述基板的散热翅片，所述散热翅片通过设置于其下部的鼓风机进行鼓风，所述散热翅片设置有弧形缺口，所述弧形缺口与所述鼓风机的位置相对应。插片式散热器的散热装置，设置有支架、安装于所述支架的插片式散热器和设置于所述支架下部的鼓风机；插片式散热器设置有基板和安装于所述基板的散热翅片，所述散热翅片设置有弧形缺口，所述弧形缺口位于所述鼓风机上部位置。

2、专利申请号为CN201110453400.4，发明名称为“   一种传导制冷型高功率半导体激光器及其制备方法”该专利公开了一种传导冷却型高功率半导体激光器及其制备方法，包括散热器和一个或者多个半导体激光器单元；所述半导体激光器单元由芯片、与芯片焊接的起散热导电作用的衬底、以及与衬底焊接的起绝缘散热作用的绝缘片组成，半导体激光器单元通过绝缘片焊接在散热器上。 

3、专利申请号为CN201210491876.1，发明名称为“，发明名称为“一种间断错位风冷散热器”，该专利公开了一种间断错位风冷散热器，包括基板、挡板和翅片组，其特征在于：所述翅片组包括宽齿距翅片组和窄齿距翅片组；所述基板两端固定有所述挡板，所述基板和所述挡板之间形成可容纳所述宽齿距翅片组和所述窄齿距翅片组的容纳空间，所述宽齿距翅片组和所述窄齿距翅片组固定在所述容纳空间内；所述宽齿距翅片组和所述窄齿距翅片组之间设有间断区。 

上述这些专利虽都涉及散热片式散热器，也提到了散热片的安装，但都未涉及到有关如何改善散热片排布方法，使得多个功率器件同时排布在同一个散热器上时，各功率器件的散热效果都是一样的，保证功率器件散热的均匀性，因此都仍存在前面所说的一些问题，所以很有必要对此加以进一步的改进。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有散热器的散热片排布方式所存在的一些不足，提供一种新的散热器散热片排布方式及其散热器，按照该种方法制作出来的散热器能够有效保证各功率器件都能有相等的散热效果，有效保证功率器件的使用性能。