[发明专利]用于散热的两相传热装置

说明书

本发明涉及一种用于通过传热介质而从例如功率半导体模块(26)之类的热源散热的两相传热装置(10)，其中，两相传热装置(10)包括主体(12)，其中，主体(12)由本体材料(14)形成，并且包括多维空洞网络(16)，其中，多维空洞网络(16)包括空洞并且适于容纳传热介质，其中，多维空洞网络(16)适配成使得传热介质沿着穿过主体(12)的路径(20)的流动基于由多维空洞网络(16)对传热介质施加的毛细管作用沿着路径(20)的变化。而且，本发明涉及一种包括上文的用于散热的两相传热装置(10)的功率半导体模块(26)和用于生产上文的两相传热装置(10)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于通过传热介质而从热源(例如，功率半导体模块)散热的两相传热装置。本发明尤其涉及包括主体的两相传热装置，其中，主体由本体材料形成，并且包括多维空洞网络(void network)。本发明还涉及一种包括上文的两相传热装置的功率半导体模块。此外，本发明涉及一种用于生产上文的两相传热装置的方法。

背景技术

功率半导体模块大体上在本领域中是众所周知的。常规的功率半导体模块是包括各自致力于执行具体功能的许多不同构件的复杂组件。功率半导体模块的电路和/或功率半导体装置会产热，该热需要通过传热装置而耗散，以便维持功率半导体模块的功能性。为了从热源散热存在不同技术，诸如，将热源与可以作为具有冷却剂流的冷却器而提供的散热器带入接触。

然而，在功率半导体模块的开发方面的进展贯注于功率半导体模块的高电流密度和致密封装，并且因而，高效冷却和/或散热变得甚至更重要。作为散热器、热管以及蒸汽室的常规的传热装置可能不能够满足关于传热装置的设计自由、热阻以及散热通量的要求。

US 2017/0235349 A1描述了一种3D打印热管理装置，该装置包括单个邻接的构件，该构件包括第一换热器的至少一部分和第二换热器的至少一部分。第二换热器属于与第一换热器不同的类型。

WO 2006/007721 A1描述了用于在具有孔隙尺寸的双峰分布的高性能热管中使用的混合芯吸材料。吸液芯由形成到泡沫、毛毡、丝网或网状金属衬底的内壁上的烧结金属粉末组成。微细孔隙结构由金属粉末形成，而衬底由大的孔隙组成。

EP 3 176 672 A1描述了启动用于增强的散热的集成的热管理系统。热管理系统包括底盘框架202，底盘框架202构造成使热管理系统的热扩散阻力最小化。底盘框架包括至少一个底盘本体和嵌入到底盘本体中的热骨架。单个三维热管结构可以充当热骨架。

WO 2004/065866 A1描述了用于冷却半导体集成电路的混合或复合冷却装置，其中，冷却装置被采用来使流体发生相变并且通过通风和对流而冷却。

然而，诸如涉及上文中所引用的参考文献的现有技术仍然留有尤其关于传热装置的设计自由、散热通量和机械稳定性以及继而功率半导体模块的可靠性和寿命的改进空间。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供具有用于热源(例如，功率半导体模块)的增强的散热的可靠的传热装置和用于生产该传热装置的方法。

该目的通过具有独立权利要求1的特征的两相传热装置实现。该目的通过具有独立权利要求10的特征的功率半导体模块进一步实现。此外，该目的通过具有独立权利要求12的特征的上文的用于生产两相传热装置的方法实现。有利的实施例在从属权利要求中、在进一步的描述中以及在附图中给出，其中，除非未明确地排除，否则所描述的实施例能够单独地或以相应的实施例的任何组合提供本发明的特征。

描述了一种用于通过传热介质而从热源散热的两相传热装置，其中，两相传热装置包括主体，其中，主体由本体材料形成，并且包括多维空洞网络，其中，多维空洞网络包括空洞，并且适于容纳传热介质，并且其中，多维空洞网络适配成使得传热介质的沿着穿过主体的路径的流动基于由多维空洞网络对传热介质施加的毛细管作用沿着路径的变化。