用于功率模块的散热系统的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  8

用于功率模块的散热系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于功率模块的散热系统,该散热系统包括:第一散热板和第二散热板,该第一散热板和第二散热板彼此间隔开且彼此相对,以形成冷却介质流动通道;第一流入线路和第二流入线路,该第一流入线路和第二流入线路延伸至所述第一散热板和所述第二散热板之间的所述冷却介质流动通道,从而以不同的流速或流量将在所述第一流入线路和所述第二流入线路中流动的冷却介质转移至所述冷却介质流动通道;以及第一入口和第二入口,该第一入口和第二入口分别与所述第一流入线路和所述第二流入线路连接,以允许冷却介质在所述第一入口和所述第二入口中流动。
【专利说明】用于功率模块的散热系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求申请日为2012年6月22日,名称为“Heat Dissipation System forPower Module (用于功率模块的散热系统)”的韩国专利申请N0.10-2012-0067386的优先权,该申请的全部内容在此作为参考结合于本申请。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种用于功率模块的散热系统。
【背景技术】[0004]功率半导体装置适用于整个家电行业,且它的应用范围处于扩大的趋势中。因为功率半导体装置降低了功率消耗和能量,所以在对环保问题的响应中就显得尤其重要。
[0005]目前,在用于功率模块的散热系统中,例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、快恢复二极管(FRD)等产生大量热量的功率装置通过焊料、导热材料(--Μ)、导热油脂等被结合到散热基板上。
[0006]因此,从功率装置产生的热量被连接在功率装置底面上的散热系统驱散。
[0007]上述散热系统采用风冷法或者水冷法,其中采用了如专利文献I中所示的铝制散热板、散热器或热交换管。
[0008]【相关技术文献】
[0009]【专利文献】
[0010](专利文献1)US 2011-0017496A
【发明内容】

[0011]本发明致力于提供一种用于功率模块的散热系统,该散热系统通过包括多条流入线路并允许冷却介质以不同的流量流经所述多条流入线路,以能够提高散热效率。
[0012]根据本发明的优选实施方式,提供了一种用于功率模块的散热系统,该散热系统包括:第一散热板和第二散热板,该第一散热板和第二散热板彼此间隔开且彼此相对,以形成冷却介质流动通道;第一流入线路和第二流入线路,该第一流入线路和第二流入线路延伸至第一散热板和第二散热板之间的冷却介质流动通道从而以不同的流速或流量将在第一流入线路和第二流入线路中流动的冷却介质转移至冷却介质流动通道;以及第一入口和第二入口,该第一入口和第二入口分别与第一流入线路和第二流入线路连接,以允许冷却介质在第一入口和第二入口中流动。
[0013]第一流入线路和第二流入线路可以延伸至第一散热板和第二散热板的一侧。
[0014]这里,当第一散热板和第二散热板与第一流入线路和第二流入线路的数量为多个时,该多个第一散热板和第二散热板与第一流入线路和第二流入线路可以以堆叠的方式彼此结合。
[0015]多条第一流入线路和多条第二流入线路可以全部分别与第一入口和第二入口连接,且第一流入线路和第二流入线路彼此分隔。
[0016]散热系统可以还包括多个散热翅片,该散热翅片形成在第一散热板和第二散热板的冷却介质流动通道的成形面上。
[0017]散热系统可以还包括分区件,该分区件形成在第一散热板和第二散热板之间的冷却介质流动通道成形面上的多个散热翅片之间。
[0018]散热系统可以还包括控制器,该控制器控制流入第一入口和第二入口内的冷却介质的流速或流量。
[0019]控制器可以控制流入第一入口和第二入口内的冷却介质的流速或流量彼此不同。
[0020]散热系统可以还包括绝缘层,该绝缘层形成在第一散热板和第二散热板上。
[0021]散热系统可以还包括半导体装置,该半导体装置形成在绝缘层上。
[0022]散热系统可以还包括出口,该出口形成在第一散热板和第二散热板的另一侧上并且延伸至冷却介质流动通道以排出冷却介质。
[0023]根据本发明的另一种优选实施方式,提供了一种用于功率模块的散热系统,该散热系统包括多条流入线路且以不同的流速或流量将冷却介质供应至多条流入线路。
[0024]散热系统可以还包括:第一散热板和第二散热板,该第一散热板和第二散热板彼此间隔开且彼此相对,以形成冷却介质流动通道;第一流入线路和第二流入线路,该第一流入线路和第二流入线路延伸至第一散热板和第二散热板的冷却介质流动通道,从而以不同的流量将在第一流入线路和第二流入线路中流动的冷却介质转移至冷却介质流动通道;以及第一入口和第二入口,该第一入口和第二入口分别与第一流入线路和第二流入线路连接,以允许冷却介质在第一入口和第二入口中流动。
[0025]散热系统可以还包括多个散热翅片,该散热翅片形成在第一散热板和第二散热板的冷却介质流动通道的成形面上。
[0026]散热系统可以还包括分区件,该分区件形成在第一散热板和第二散热板之间的冷却介质流动通道成形面上的多个散热翅片之间。
[0027]散热系统可以还包括控制器,该控制器控制流入第一入口和第二入口内的冷却介质的流速或流量。
[0028]散热系统可以还包括绝缘层,该绝缘层形成在第一散热板和第二散热板上。
[0029]散热系统可以还包括半导体装置,该半导体装置形成在绝缘层上。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]通过以下结合附图的详细描述,可更为清晰地理解本发明的上述及其他目的、特征以及优点,其中:
[0031]图1是根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统的剖视图;
[0032]图2A至图2H是根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统的分解立体图;以及
[0033]图3是详细示出了散热翅片和分隔件的构造的视图。
【具体实施方式】
[0034]通过以下结合附图对优选实施方式的详细描述,可更为清晰地理解本发明的目的、特征以及优点。在附图中,相同的附图标记指代相同或类似的部件,因此略去了多余的描述。此外,在以下描述中,术语“第一”、“第二”、“一侧”、“另一侧”等用于将一个部件与另一个部件进行区分,但是这些部件的构造不应被理解为受以上术语的限制。此外,在对本发明的描述中,当确定对相关技术的详细描述会掩盖本发明的要点时,将略去该详细描述。
[0035]下文中,将参考附图详细描述根据本发明的优选实施方式。
[0036]图1是根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统的剖视图;图2A至图2H是根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统的分解立体图;以及图3是详细示出了散热翅片和分隔件的构造的视图。
[0037]根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统100包括多条流入线路120和130,这样,可以以不同的流速或流量将冷却介质供应至多条流入线路120和130。
[0038]这里,冷却介质可以是气体或液体的形式,例如,可以是空气,冷却水,冷却液等。
[0039]如图1所示,用于功率模块的散热系统100可以包括:第一散热板IlOa和第二散热板IlOb (以下均标识为110),该第一散热板110和第二散热板110彼此间隔开且彼此相对,以形成冷却介质流动通道111 ;第一流入线路120和第二流入线路130,该第一流入线路120和第二流入线路130延伸至第一散热板110和第二散热板110之间的冷却介质流动通道111,从而以不同的流速或流量将在第一流入线路120和第二流入线路130中流动的冷却介质转移至冷却介质流动通道111 ;第一入口和第二入口(如图2中的140和150),该第一入口 140和第二入口 150分别与第一流入线路120和第二流入线路130连接,以允许冷却介质在第一入口 140和第二入口 150中流动。
[0040]此外,第一流入线路120和第二流入线路130可以延伸至第一散热板110和第二散热板110的一侧。
[0041]如图1所示,通过在一条流动通道中形成使第一流入线路120和第二流入线路130彼此分隔的分隔件121,第一流入线路120和第二流入线路130可以形成分隔的流动通道。
[0042]如图1所示,在用于功率模块的散热系统100中,当第一散热板110和第二散热板110与第一流入线路120和第二流入线路130的数量分别为多个时,该多个第一散热板110和第二散热板110与第一流入线路120和第二流入线路130能够以堆叠的方式彼此结合。
[0043]由于用于功率模块的散热系统100的堆叠方式具有第一散热板110和第二散热板110基于半导体装置形成的结构,因此,可以对半导体装置的两侧进行冷却,从而提高散热效率。
[0044]此外,多条第一流入线路120和第二流入线路130可以全部与第一入口 140和第二入口 150连接。这里,第一流入线路120和第二流入线路130可以彼此分开并连接到第一入口 140和第二入口 150。
[0045]参考图1和图2A至2H,多条流入线路120连接至第一入口 150,使得流经第一入口 150的冷却介质A被分流至多条第一流入线路120中。
[0046]同时,多条流入线路130连接至第二入口 140,使得流经第二入口 140的冷却介质B被分流至多条第二流入线路130中。
[0047]参考图2A至2H,流经第一入口 150和第二入口 140的冷却介质A和B被分流至用于功率模块的散热系统100的各个层中。这里,在第一流入线路120和第二流入线路130中的冷却介质A和B通过如图2B、2D、2F和2H所示的开放区域流入冷却介质流动通道111中。
[0048]如图3所示,用于功率模块的散热系统100可以包括多个散热翅片181,该散热翅片181形成在第一散热板110和第二散热板110之间的冷却介质流动通道的成形面上。
[0049]这里,考虑到散热效率,散热翅片181的高度可以根据操作者的需要而改变。
[0050]此外,散热翅片181形成在第一散热板110和第二散热板110之间的冷却介质流动通道的成形面上,从而更快速地驱散从冷却介质和半导体装置170产生的热量。
[0051]此外,用于功率模块的散热系统100可以包括分区件183,该分区件183形成在多个散热翅片181之间,该多个散热翅片181形成在第一散热板110和第二散热板110之间的冷却介质流动通道的成形面上。
[0052]分区件183允许流入冷却介质流动通道111中的冷却介质被均匀地分流,从而防止冷却介质提前倾向一侧。
[0053]此外,用于功率模块的散热系统100可以还包括控制器(未示出),该控制器控制流入第一入口 140和第二入口 150内的冷却介质的流速或流量。
[0054]此外,控制器可以控制流入6第一入口 140和第二入口 150内的冷却介质的流速或流量彼此不同。
[0055]例如,控制器可以周期性地或非周期性地控制流入第一入口 140和第二入口 150内的冷却介质的流速或流量。
[0056]如图1和图2A至2H所示,当流入第一入口 150内的冷却介质A的流量增加时,冷却介质A流入冷却介质流动通道111中并向第二散热板IlOb弯曲,以使冷却介质A与在冷却介质流动通道111中流动的冷却介质混合。
[0057]同时,当流入第二入口 140内的冷却介质B的流量增加时,冷却介质B流入冷却介质流动通道111中并向第一散热板IlOa弯曲,以使冷却介质B与在冷却介质流动通道111中流动的冷却介质混合。
[0058]如上所述,控制器控制流入第一入口 150和第二入口 140的冷却介质的流速或流量,从而混合流动在冷却介质流动通道111中的冷却介质,以使得控制器能够提前防止冷却介质的温度升高。
[0059]此外,用于功率模块的散热系统100可以还包括绝缘层160,该绝缘层160形成在第一散热板110和第二散热板110上,且半导体装置170形成在该绝缘层160上。
[0060]如图2A所示,用于功率模块的散热系统100可以还包括出口 190,该出口 190形成在第一散热板110和第二散热板110的另一侧上,并且从冷却介质流动通道111延伸以排出冷却介质。
[0061]如上所述,根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统通过包括多条流入线路来控制流入其中的冷却介质的流速或流量并使流速或流量彼此不同,这样,通过混合冷却介质能够防止功率模块的温度快速地升高,其中冷却介质能够快速地驱散功率模块产生的热量。
[0062]另外,根据本发明优选实施方式的用于功率模块的散热系统具有一个入口和一个出口与多条流入线路相连接的结构,这样,可以方便散热系统的制造和对冷却介质的控制,其中散热系统的制造包括流动通道的连接。
[0063]虽然出于说明的目的公开了本发明的实施方式,但是可以理解的是,根据本发明的散热器并不限于这些实施方式,本领域的技术人员可以理解的是,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以做出各种修改、添加和替换。
[0064]因此,任意以及所有的修改、变化或等同布置都应该理解为落在本发明范围内,本发明的具体范围在所附的权利要求书中公开。
【权利要求】
1.一种用于功率模块的散热系统,该散热系统包括: 第一散热板和第二散热板,该第一散热板和第二散热板彼此间隔开且彼此相对,以形成冷却介质流动通道; 第一流入线路和第二流入线路,该第一流入线路和第二流入线路延伸至所述第一散热板和所述第二散热板之间的所述冷却介质流动通道,从而以不同的流速或流量将在所述第一流入线路和所述第二流入线路中流动的冷却介质转移至所述冷却介质流动通道;以及 第一入口和第二入口,该第一入口和第二入口分别与所述第一流入线路和所述第二流入线路连接,以允许冷却介质在所述第一入口和所述第二入口中流动。
2.根据权利要求1所述的散热系统,其中,所述第一流入线路和所述第二流入线路延伸至所述第一散热板和所述第二散热板的一侧。
3.根据权利要求1所述的散热系统,其中,当所述第一散热板和所述第二散热板与所述第一流入线路和所述第二流入线路的数量为多个时,所述多个第一散热板和第二散热板与所述多条第一流入线路和第二流入线路以堆叠的方式彼此结合。
4.根据权利要求3所述的散热系统,其中,所述多条第一流入线路和多条第二流入线路全部分别与所述第一入口和所述第二入口连接,且所述第一流入线路和所述第二流入线路彼此分隔。
5.根据权利要求1所述的散热系统,其中,该散热系统还包括多个散热翅片,该散热翅片形成在所述第一散热板和所述第二散热板的所述冷却介质流动通道的成形面上。
6.根据权利要求5所述的的散热系统,其中,该散热系统还包括分区件,该分区件形成在所述第一散热板和所述第二散热板的所述冷却介质流动通道的成形面上的所述多个散热翅片之间。`
7.根据权利要求1所述的散热系统,其中,该散热系统还包括控制器,该控制器控制流入所述第一入口和所述第二入口内的冷却介质的流速或流量。
8.根据权利要求7所述的散热系统,其中,所述控制器控制流入所述第一入口和所述第二入口内的冷却介质的流速或流量彼此不同。
9.根据权利要求1所述的散热系统,其中,该散热系统还包括绝缘层,该绝缘层形成在所述第一散热板和所述第二散热板上。
10.根据权利要求9所述的散热系统,其中,该散热系统还包括半导体装置,该半导体装置形成在所述绝缘层上。
11.根据权利要求1所述的散热系统,其中,该散热系统还包括出口,该出口形成在所述第一散热板和所述第二散热板的另一侧上,并且延伸至所述冷却介质流动通道以排出冷却介质。
12.一种用于功率模块的散热系统,其中,该散热系统包括多条流入线路,且所述散热系统以不同的流速或流量将冷却介质供应至多条流入线路。
13.根据权利要求12所述的散热系统,其中,该散热系统还包括: 第一散热板和第二散热板,该第一散热板和第二散热板彼此间隔开且彼此相对,以形成冷却介质流动通道; 第一流入线路和第二流入线路,该第一流入线路和第二流入线路延伸至所述第一散热板和所述第二散热板的所述冷却介质流动通道,从而以不同的流速或流量将在所述第一流入线路和所述第二流入线路中流动的冷却介质转移至所述冷却介质流动通道;以及 第一入口和第二入口,该第一入口和第二入口分别与所述第一流入线路和所述第二流入线路连接,以允许冷却介质在所述第一入口和所述第二入口中流动。
14.根据权利要求13所述的散热系统,其中,该散热系统还包括多个散热翅片,该散热翅片形成在所述第一散热板和第二散热板的冷却介质流动通道的成形面上。
15.根据权利要求14所述的散热系统,其中,该散热系统还包括分区件,该分区件形成在所述第一散热板和所述第二散热板的所述冷却介质流动通道的成形面上的多个散热翅片之间。
16.根据权利要求13所述的散热系统,其中,该散热系统还包括控制器,该控制器控制流入所述第一入口和所述第二入口内的冷却介质的流速或流量。
17.根据权利要求13所述的散热系统,其中,该散热系统还包括绝缘层,该绝缘层形成在所述第一散热板和所述第二散热板上。
18.根据权利要求17所述的散热系统,其中,该散热系统还包括半导体装置,该半导体装置形成在所述绝缘层上。`
【文档编号】H01L23/46GK103515337SQ201210335065
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年9月11日 优先权日:2012年6月22日
【发明者】郭煐熏, 金钟满, 孙莹豪 申请人:三星电机株式会社

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