[发明专利]模块化散热源装置、具有该装置的热阻测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明与电力电子控制装置中的散热测试技术有关，具体涉及一种用于散热器热阻测试的模块化散热源装置、具有该装置的热阻测试系统及测试方法。

背景技术

在电力电子控制器产品的开发和应用中，热阻作为评估散热器散热能力的重要参数，一直以来都是业内关注和评估的对象。在电力电子控制器中，水冷板是一种通用的核心部件，它的热阻测试也是水冷板散热性能研究的关键，既可以评估水冷板结构设计的优劣，又可以优化水冷板散热的相关参数。

目前，水冷板的热阻值主要以间接测量为主，通过测试得到芯片结到冷却液的热阻，减去芯片结到壳体的热阻，而求得水冷板的热阻，具体可参考《Transient Dual Interface Test Method for the Measurement of the Thermal Resistance Junction to Case of Semiconductor Devices with Heat Flow Trough a Single Path》，2010年11月出版，JEDEC Solid State Technology Association,JESD51-14。由于芯片结到壳体的热阻难以准确测得，因此间接测量得到的水冷板热阻值与实际值存在一定的偏差。

此外，相关文献中提到的水冷板热阻的直接测量方法主要是在水冷板上打孔或者挖槽来布置热电偶，检测水冷板上表面的温度。但是，这种在水冷板上打孔或者挖槽的方法操作较为复杂，并且存在泄漏的风险，而且孔和槽的存在会在一定程度上影响散热，从而影响热阻测试的结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模块化散热源装置、具有该装置的热阻测试系统及测试方法，不但适用于各种水冷板的热阻测试，而且可以准确地得到水冷板的热阻值。

为解决上述技术问题，本发明提供的模块化散热源装置，包括散热源模块、散热源压板，所述散热源模块通过散热源压板固定在散热器的基板上，所述散热源模块包括二极管压板、导热板和N个二极管，其中N为偶数；

二极管，通过二极管压板固定在导热板上，其关于导热板的横向中心线上下对称，关于导热板的纵向中心线左右对称，所述二极管依次串联并与外接电源组成一回路；

导热板，其横向中心线与散热器基板的横向中心线重合，纵向中心线与散热器基板的纵向中心线重合。

优选的，所述二极管的数量为大于等于6的偶数。

优选的，所述二极管分为两排，且关于导热板的横向中心线上下对称。

较佳的，所述导热板的底面与散热器的基板之间设有一界面材料层。优选的，界面材料层的厚度小于0.1mm。

其中，所述散热器为水冷式散热器，散热器的基板为水冷板，所述散热源模块固定在水冷板上。或者，所述散热器为风冷式散热器，其包括风冷基板和若干翅片，所述散热源模块固定在风冷基板上。

在上述结构中，二极管与导热板之间设有导热绝缘垫片，二极管压板和二极管之间设有第二绝缘泡沫层，散热源压板和二极管压板之间设有第一绝缘泡沫层，散热源压板上安装有线束固定架。

本发明还提供一种具有模块化散热源装置的热阻测试系统，包括散热源模块、散热源压板和热电偶，所述散热源模块通过散热源压板固定在散热器的基板上，所述散热源模块包括二极管压板、导热板和N个二极管，其中N为偶数；

二极管，通过二极管压板固定在导热板上，其关于导热板的横向中心线上下对称，关于导热板的纵向中心线左右对称，所述二极管依次串联并与外接电源组成一回路；

导热板，其底面与散热器基板之间设有一界面材料层，所述导热板的横向中心线与散热器基板的横向中心线重合，纵向中心线与散热器基板的纵向中心线重合；

热电偶，数量为N个，每个二极管的空脚PIN处靠近的导热板上表面设有一个热电偶。

优选的，所述二极管的数量为大于等于6的偶数。

进一步的，每个二极管的输出端设有热电偶，用于监测二极管结温是否超过最大允许温度。

优选的，所述导热板的上表面还设有两个参考热电偶，所述两个参考热电偶在横向方向上分别位于N个热电偶的两侧。

本发明还提供利用所述的模块化散热源装置进行热阻测试的方法，包括以下步骤：

1）在导热板的上表面上设置N个热电偶，每个热电偶对应位于一个二极管的空脚PIN处，采集导热板上不同位置的温度T₁、T₂、……T_N；