[发明专利]大功率半导体器件相变冷却性能测试系统

权利要求书

1.大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，包括：相变冷却回路、外冷却回路和半导体发热测温模块，所述半导体发热测温模块包括发热半导体器件（1）和与其连接的温度测试块（2），所述相变冷却回路包括散热器（3）、与所述散热器（3）管路连接的冷凝器（9）以及与所述冷凝器（9）和所述散热器（3）管路连接的稳压装置（16），所述外冷却回路包括与所述冷凝器（9）管路连接用于向所述冷凝器（9）中输送冷却水的冷水机组（23），所述温度测试块（2）与所述散热器（3）连接用于测量所述散热器（3）表面台面温度分布；

还包括临近所述散热器（3）设置，用于拍摄所述散热器（3）内部贴壁处气泡生成规律的高速摄像机（19）；

所述相变冷却回路还包括与所述散热器连接的第一上升管（4）、与所述第一上升管（4）连接的第二上升管（6）以及与所述第二上升管（6）和所述冷凝器（9）连接的第三上升管（8）；

所述第一上升管（4）和所述第二上升管（6）之间设有第一调节阀（5），所述第二上升管（6）和所述第三上升管（8）之间设有第二调节阀（7）；

所述第二上升管（6）为透明石英管，并且其长度可调节。

2.根据权利要求1所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述相变冷却回路还包括第一下降管（10）、与所述第一下降管（10）连接的第二下降管（12）、与所述第二下降管（12）、所述稳压装置（16）以及所述散热器（3）连接的第三下降管（15）；

所述第一下降管（10）与所述第二下降管（12）之间设有第三调节阀（11），所述第二下降管（12）和所述第三下降管（15）之间设有第四调节阀（13），所述第三下降管（15）上临近所述第四调节阀（13）的位置设有气液两相流量计（14）；

所述第二下降管（12）为透明石英管。

3.根据权利要求2所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述第三下降管（15）包括与所述第二下降管（12）和所述散热器（3）连接的第一支管（15a）以及与所述第一支管（15a）连接并且连接所述稳压装置（16）的第二支管（15b）；

所述第二支管（15b）上设有第五调节阀（17）；

所述第一支管（15a）上临近所述散热器（3）的位置上设有第六调节阀（18）。

4.根据权利要求1所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述外冷却回路还包括与所述冷凝器（9）和所述冷水机组（23）连接的进水管（20）和回水管（24）；

所述进水管（20）上设有第七调节阀（21）；

所述第七调节阀（21）和所述冷水机组（23）之间设有冷却水流量计（22）。

5.根据权利要求1所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述温度测试块（2）和所述散热器（3）的接触面之间涂设高导热材料。

6.根据权利要求5所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述温度测试块（2）为厚度15mm的锻造铜铜板制成，其表面粗糙度≤0.8µm，平面度≤0.025mm，平行度≤0.05 mm。

7.根据权利要求6所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述温度测试块（2）连接所述散热器（3）的表面上开设多个直径小于3mm的孔，各所述孔内弹性布置测温热电偶（25）。

8.根据权利要求7所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述散热器（3）面对所述高速摄像机（19）的侧面采用钢化石英玻璃制成。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的大功率半导体器件相变冷却性能测试系统，其特征在于，所述散热器（3）材质为铝合金，所述散热器（3）结构为空腔结合换热强化肋结构，同时在其内表面设置多个细小槽道。