[实用新型]一种铜铝复合水冷板及水冷板基板

说明书

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域。

背景技术

随着电子设备和电子元器件往小型化、轻量化方向发展，元器件的性能要求和功率密度要求进一步提高，由于器件本身的热电耦合特性，其损耗也随之增加。有研究表明，电子设备的常见故障中，由于电子设备温度过高导致设备不能正常工作的高达50%—60%，因此电子设备内的温升必须严格控制，以确保发热元件正常、可靠的运行，而运用良好的散热元件即电子水冷板对这些大功率器件散热是解决上述问题的必经之路。

目前，主流机车上对变流器模块进行排热的散热器装置主要有水冷和风冷两种方式，风冷一般不适用于高功率密度模块的散热要求。而水冷方式中冷却液的对流换热系数高，水冷散热器的换热能力强，且占用空间小、布局紧凑，变流器模块中IGBT等大功率器件的冷却一般选用散热效率高的水冷散热方式。因铝材良好的焊接性、导热性和工艺性能，目前国内外常用的IGBT水冷板都是采用铝材结构，IGBT模块通过螺纹连接的方式，在模块表面与水冷板接触表面涂一层导热硅脂进行固定，元器件的热量通过水冷板内部冷却液带走，以达到散热的效果。传统的铝质水冷板，需要在模块与冷板之间直接涂导热硅脂，再通过螺栓紧固贴合，这样一方面会增加水冷板与模块之间的接触热阻，不利于热量消散；另一方面当导热硅脂干涸时如不及时更换，模块温度会迅速上升，增加了维护成本和后期使用风险。

现有技术中，申请号为201620020908.3的中国实用新型公开了一种水冷散热板，包括下壳体以及设置在下壳体内的上壳体，所述上壳体与所述下壳体密封连接，所述上壳体为一体成型的铜铝复合基板，所述下壳体首尾两端开设有进水口和出水口，所述上壳体下部设有若干散热柱，若干所述散热柱均匀的排设在上壳体下部并扣设在下壳体内部的第一型腔内，所述下壳体内部设有弧形状凸起。申请号为201520138853.1的中国实用新型公开了一种水冷板，包括基板、盖板，盖板连接在基板的背面，基板背面设置有冷却液流道，冷却液流道包括依次相连的入口沉台、中间流道和出口沉台；中间流道采用并联加串联方式连接。中间流道包括若干个流动单元，若干个流动单元并联后其两端分别连接入口沉台和出口沉台；每个流动单元均包括三个浅沉台，其中二个浅沉台并联后与第三个浅沉台串联。以上现有技术，难以满足高功率模块的散热需求，且与被散热器件的固定连接方式单一。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是，针对现有铝质水冷板的不足，提供一种铜铝复合水冷板及水冷板基板，通过在冷却液流道内设置枣核状结构来增加流体扰动、减小流动阻力，从而提高散热效率；铜铝复合水冷板具有铜的良好焊接性能和铝的高导热性和可加工性特点，能满足高功率模块的散热需求，具有很高的传热效率和散热效果。

本实用新型的技术方案是：一种铜铝复合水冷板，包括基板和连接在基板背面的盖板，所述基板上设置有冷却液流道，所述基板采用铜铝复合板结构，基板包括铜板和与铜板压合在一起的铝板，基板正面为用于安装模块器件的铜板，基板背面为铝板，冷却液流道设置在铝板部分。

所述冷却液流道内部设有枣核状结构：冷却液流道内表面设置有若干枣核状突起，枣核状突起采用并排分布加串联排布相结合的方式排列在基板背面的冷却液流道内。

所述冷却液流道为水道。

所述基板背面设有定位凸台，盖板上设有与定位凸台相配合的凹槽，凹槽扣合于定位凸台上。

所述基板背面周边还设有盖板槽，所述基板与盖板为采用凹凸配合法定位焊接和搅拌摩擦焊接形成的一体式结构。

所述铜铝复合水冷板还包括固定在基板上的接头水嘴，冷却液流道两端均连接有接头水嘴。

所述接头水嘴固定在铜面左边的二个角部。

一种水冷板基板，所述基板上设置有冷却液流道，所述冷却液流道内部设有枣核状结构：冷却液流道内表面设置有若干枣核状突起，枣核状突起采用并排分布加串联排布相结合的方式排列在基板背面的冷却液流道内。

所述水冷板基板还包括固定在基板上的接头水嘴，冷却液流道两端均连接有接头水嘴，冷却液流道与接头水嘴相连通。

一种水冷散热方法，将铜板和铝板压合在一起制作成铜铝复合水冷板，其铜面直接与模块器件焊接为一体，从而减少接触热阻，提高系统可靠性；在铝面设置冷却液流道，在冷却液流道内设置枣核状结构：冷却液流道内表面设置若干枣核状突起，枣核状突起采用并排分布加串联排布相结合的方式排列，通过在冷却液流道内设置枣核状结构来增加流体扰动、减小流动阻力，从而提高散热效率。