CN217957611U - 一种功率模块用压装组合式散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及散热器技术领域，具体公开了一种功率模块用压装组合式散热结构，包括金属散热体和金属压装板，金属散热体的两侧内壁一体成型有第一散热翅片，金属压装板的下表面一体成型有第三散热翅片，金属散热体的两侧内壁上端开设有弧形卡槽，弧形卡槽的上端设置有限位条，金属压装板的两端一体成型有压装边条，压装边条通过微小的弹性形变被压进弧形卡槽，达到紧配合效果且不易相对滑动；本散热结构通过构件组合式的设计方式使得金属散热体、金属压装板分开挤出成型，然后再将两者进行压装连接，使其在极大提高散热结构散热效率和表面积利用率的前提下，降低了两者的挤压成型难度，使得整个散热结构一体性强并易于进行大批量的生产。

Description

一种功率模块用压装组合式散热结构

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，具体公开了一种功率模块用压装组合式散热结构。

背景技术

传统变频器上的散热结构大多是单基板垂直延长出多个散热翅片的结构，然后将发热量高的功率模块（如IGBT模块、整流桥模块）安装在散热翅片共同连接端的基板外表面。例如申请号为2012103937888的发明专利就公开了一种IGBT模块散热结构，该散热结构包括外壳、DBC板和散热器，DBC板通过外壳施加的纵向压力与散热器紧密贴合。该类型的IGBT模块散热结构虽然结构简单，便于生产加工，但是IGBT模块只能安装在散热翅片共同连接段的基板外表面，其左右两端的侧边板上由于无法设置散热翅片，导致两侧板的散热效果不佳，无法用于安装IGBT模块，使得散热器的散热面积利用率低。

目前，制约了GBT模块散热结构进行多面散热的最主要因素是需要将铝合金材料同时在多个侧面上挤出成型散热翅片，导致其对模头、挤出机的要求过高。而组合式散热结构的设计就能避免上述技术问题，通过分别挤出不同的散热构件，然后将散热构件之间进行插接安装构成整个IGBT模块散热结构。但是散热构件之间的插接设计需要在对应的构件上开设有插接槽和插接条，并且为了方便两者之间的插接安装，需要将两者之间预留有一定的公差，使其两者间隙配合，而当散热构件间隙配合时，构件表面的热量并不能进行有效传导，导致不同构件之间的温度相差较大，对安装在不同构件表面的功率模块的影响也不同。另外，散热构件之间的插接安装也不稳定，在受到外力作用下易使得两者发生相对移动伸至导致两者之间滑脱。

因此，针对现有IGBT模块散热结构以及现有组合式散热结构的上述不足，本申请提出了一种能够有效解决上述技术问题的功率模块用压装组合式散热结构。

实用新型内容

本实用新型旨在于提供一种功率模块用压装组合式散热结构，以解决现有IGBT模块散热结构以及现有组合式散热结构在背景技术中提出的技术问题和不足。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种功率模块用压装组合式散热结构，包括呈U字形的金属散热体和压装在金属散热体上端开口中的金属压装板，所述金属散热体的两侧内壁一体成型有第一散热翅片，所述金属压装板的下表面一体成型有第三散热翅片，所述金属散热体的两侧内壁上端开设有弧形卡槽，且弧形卡槽的上端设置有限位条，所述金属压装板的两端一体成型有压装边条，所述压装边条在外力作用下发生形变并与弧形卡槽的槽壁全面贴合，且压装边条的顶端受限位条的限制作用被卡紧设置在弧形卡槽中，即压装边条通过微小的弹性形变被压进弧形卡槽，达到紧配合的效果且不易相对滑动。

本实用新型公开的功率模块用散热结构通过压装组合式的结构设计将金属散热体、金属压装板分开挤出成型，然后再将金属压装板通过压装边条的作用与金属散热体上的弧形卡槽贴合卡紧，其有效降低了散热结构挤出成型时的制造难度，而且由于设置的多组散热翅片使得金属散热体的两侧面以及金属压装板的上表面均能够用于安装功率模块，极大提高了整个散热结构的表面积利用率。

作为上述方案的具体设置，包括金属散热体的形状为U字形，所述金属压装板通过压装边条固定设置在金属散热体上端开口中。

作为上述方案的进一步设置，所述金属散热体的下端两侧一体成型有支撑侧板，位于两个所述支撑侧板之间的金属散热体下表面设置有第二散热翅片；上述支撑侧板可用于整个散热结构的有效支撑，并且设置的第二散热翅片能够进一步提高金属散热体的散热效果。

作为上述方案的具体设置，所述第一散热翅片向下倾斜设置，所述金属压装板上的第三散热翅片呈两端短、中间长状设置在两侧的第一散热翅片之间；上述第一散热翅片以及第三散热翅片的结构设计在保证两者不相互影响的前提下尽量提高两个散热片的散热效果，使得整个散热结构对功率模块的散热效果优异。

作为上述方案的具体设置，所述金属散热体和金属压装板均由金属铝挤出成型；具体金属散热体和金属压装板的材质还可选用其它具有高导热性的金属材料。

有益效果：

1）本实用新型公开的散热结构通过构件组合式的设计方式使得金属散热体、金属压装板分开挤出成型，然后再将两者进行压装连接，使其在极大提高散热结构散热效率和表面积利用率的前提下，降低了两者的挤压成型难度，使得整个散热结构一体性强并易于进行大批量的生产。

2）本组合式散热结构中的金属散热体和金属压装板采用压装式的连接方式，通过压装边条的形变与弧形卡槽的槽壁全面贴合，保证了两者之间进行了充分接触，使其两者之间进行热传导，保证两者之间的温度保持一致，从而使得安装的功率模块散热效果一致。同时，由于压装的连接方式使得两者的连接效果稳定，不会在外力作用下使得两者分离，保证了整个散热结构的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中压装组合式散热结构、功率模块的立体结构示意图；

图2为本实用新型中压装组合式散热结构的主视平面结构示意图；

图3为本实用新型中金属散热体的主视平面结构示意图；

图4为本实用新型中金属压装板的主视平面结构示意图；

图5为本实用新型图1中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合式。下面将参考附图1~5，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例1公开了一种用于功率模块的压装组合式散热结构，参考附图1和附图2，该压装组合式散热结构包括一个金属散热体1和金属压装板2，该金属散热体1和金属压装板2都是由挤压机采用相应的模头挤压成型得到的，两者的具体材质和选用金属铝。

参考附图3，该金属散热体1的上端呈U字形，并在金属散热体1的上端两侧内壁上一体成型有第一散热翅片101。同时在金属散热体1下端的两侧一体成型有两个支撑侧板102，并在两个支撑侧板102之间的金属散热体1下表面一体成型有第二散热翅片103。该金属散热体1通过第一散热翅片101、第二散热翅片103能够对其两外侧面进行有效散热，使其两侧面能够安装IGBT模块300等功率模块。同时为了实现金属散热体1和金属压装板2之间的压装连接，还在金属散热体1的两侧内壁顶端开设有弧形卡槽104，弧形卡槽104的顶端向中心处凸出有限位条105。

参考附图4和附图5，金属压装板2的左右两端一体成型有弧形压装边条201，该弧形压装边条201具有一定的弹性，使其在外力作用下能够被压入弧形卡槽104中与弧形卡槽104的槽壁全面贴合，并且在弧形压装边条201压入弧形卡槽104中时，限位条105能够对弧形压装边条201起到限制作用防止其滑脱，即压装边条通过微小的弹性形变被压进弧形卡槽，达到紧配合的效果且不易相对滑动。然后在金属压装板2的下表面一体成型有第三散热翅片202，在具体设置过程中将第三散热翅片202设置成两端短、中间长的抛物线状，并将金属散热体1内壁两侧的第一散热翅片101向下倾斜设置，使得属压装板2的下表面设置的第三散热翅片202尽可能地设置较多，提高金属压装板2的散热效果，然后将IGBT模块300等功率模块设置在金属压装板2的上表面。

本实施例1中压装组合式散热结构的安装和散热原理如下：

首先，直接将金属压装板2对准金属散热体1的开口，然后用力将金属压装板2垂直压下，由于弧形压装边条201具有一定的弹性，使其在压力作用下两端的弧形压装边条201被压至弧形卡槽104中，并使得压入弧形卡槽104中与弧形卡槽104的槽壁全面贴合。同时由于限位条105的作用能够将弧形压装边条201卡死，此时金属压装板2与金属散热体1之间能够充分接触进行热量的传递。

接着再将IGBT模块300等功率模块均匀的安装在金属散热体1的左右两侧面和金属压装板2的上表面，待安装完成后通过散热风机向金属压装板2与金属散热体1之间的冷却通道中送风，送入的冷风再经过冷却通道中时能够充分带走第一散热翅片101、第二散热翅片103和第三散热翅片202上的热量，对金属压装板2与金属散热体1进行散热降温，并且由于金属压装板2通过弧形压装边条201与金属散热体1上的弧形卡槽104有效贴合，使得两者之间进行热传导，保证两者之间的温度保持一致。

本实施例1设计的用于功率模块的压装组合式散热结构不仅提高了用于安装IGBT模块300等功率模块的面积，而且对功率模块的散热效果能够保持一致，散热效果较为优异，而且由于金属压装板2通过弧形压装边条201紧紧卡在弧形卡槽104中，使得两者安装后的稳定性更高。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种功率模块用压装组合式散热结构，其特征在于，包括金属散热体和金属压装板，所述金属散热体的两侧内壁一体成型有第一散热翅片，所述金属压装板的下表面一体成型有第三散热翅片，所述金属散热体的两侧内壁上端开设有弧形卡槽，且弧形卡槽的上端设置有限位条，所述金属压装板的两端一体成型有压装边条，所述压装边条在外力作用下发生形变并与弧形卡槽的槽壁全面贴合，且压装边条的顶端受限位条的限制作用被卡紧设置在弧形卡槽中。

2.根据权利要求1所述的功率模块用压装组合式散热结构，其特征在于，包括金属散热体的形状为U字形，所述金属压装板通过压装边条固定设置在金属散热体上端开口中。

3.根据权利要求1所述的功率模块用压装组合式散热结构，其特征在于，所述金属散热体的下端两侧一体成型有支撑侧板，位于两个所述支撑侧板之间的金属散热体下表面设置有第二散热翅片。

4.根据权利要求1所述的功率模块用压装组合式散热结构，其特征在于，所述第一散热翅片向下倾斜设置，所述金属压装板上的第三散热翅片呈两端短、中间长状设置在两侧的第一散热翅片之间。

5.根据权利要求1所述的功率模块用压装组合式散热结构，其特征在于，所述金属散热体和金属压装板均由金属铝挤出成型。

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