CN101588706A - 一种散热模块及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热模块及其焊接方法。该散热模块包括：热管式均热板、散热片和框架，其中，所述散热片由数片鳍片扣连而成，散热片被焊接在热管式均热板的一个面上，热管式均热板被焊接在框架上，所述框架上设置有定位孔。所述散热模块的焊接方法为，将热管式均热板、散热片和框架三者相互接触的部位分别涂上锡膏后，进行组装，然后将散热模块放入夹具中，用螺丝锁紧，接着把整个模块连同夹具放入回焊炉中进行焊接，焊接完成后取下夹具。本发明的散热模块带有具有定位孔的框架，可直接装在电子组件的基座上，安装方便；另外，该散热模块在焊接过程中使用夹具进行固定，可避免均热板在焊接过程中发生胀管现象。

Description

一种散热模块及其焊接方法

技术领域

本发明涉及一种散热模块及其焊接方法，特别涉及一种包括热管式均热板、散热片和框架的散热模块及其焊接方法。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电子组件运算频率越来越高，产生的热流密度也越来越大，因而电子散热技术也受到了业界的高度重视。电子组件中产生的热量具有下述显著特点：局部热流密度大，热流分布不均匀，高热流局限在很小的空间范围内，易出现所谓的热点，电子设备在启动过程中，容易出现功率的瞬时飙升，但是所需要散失的总热量并不是很大(远景估计不超过500W)。

为了解决以上问题，不同类型的均热板被广泛应用到电子散热技术领域，其中散热效果最显著的是热管式均热板。与此同时，热管式均热板搭配散热片组装而成的散热模块受到业界的广泛青睐。然而，该散热模块在焊接过程中出现了严重的均热板胀管问题。另外，散热模块与电子组件也很难可靠地安装在一起，极有可能由于散热模块的错位而造成电子组件因过热而损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一个目的是提供一种易于和电子组件安装在一起的散热模块；本发明的另一个目的是提供一种使热管式均热板在焊接过程中不会发生胀管并且便于散热模块和电子组件安装在一起的散热模块的焊接方法。

因此，本发明提供一种散热模块，包括：热管式均热板、散热片和框架，其中，所述散热片由数片鳍片扣连而成，散热片被焊接在热管式均热板的一个面上，热管式均热板被焊接在框架上，所述框架上设置有定位孔。

进一步地，在所述框架相对两边的内侧分别设有框架凹槽，用于放置所述热管式均热板，所述框架凹槽的深度略小于热管式均热板的厚度。

进一步地，在所述框架上设置有用于放置热管式均热板的注液管的注液管凹槽，所述注液管凹槽的深度略大于注液管的直径。

优选地，所述热管式均热板的外壳和散热片的材料为铜或铝。

进一步地，在所述鳍片的与热管式均热板相接触的底边上具有底边折痕，该底边折痕与热管式均热板相接触并焊接在一起，并且在该底边上和与其相对的顶边上各具有两个用于扣连鳍片的扣。

另外，本发明还提供一种散热模块的焊接方法，在进行焊接时，将热管式均热板、散热片及框架之间相互接触的部位分别涂上锡膏并组装后，使用夹具将整个散热模块夹紧，然后放入回焊炉中进行焊接，焊接完成后取下夹具。

进一步地，所述夹具包括夹具上板和夹具下板，且该两板在接近边缘处各自具有多个定位孔，在夹紧整个散热模块时，所述夹具上板和夹具下板分别置于所述散热模块的两面，然后使用螺栓和螺帽通过定位孔将散热模块夹紧在该两板之间。

优选地，散热片由多个鳍片依次扣连而成，在散热片顶面具有起扣连作用的两排突起的鳍片扣，所述鳍片扣的高度与鳍片的厚度相等，并且在夹具上板的下表面具有朝向散热片突起的表面光滑的夹具上板凸台，该夹具上板凸台刚好卡在所述散热片的顶面的两排鳍片扣之间。

优选地，夹具上板凸台上开设有至少一个贯通的夹具上板凹槽，在回焊炉中焊接时，使红外线透过该槽从而穿过夹具上板直接到达焊接部位，以便使散热模块所需的焊接温度不用太高。

优选地，夹具下板的上表面的中间部位设置有向上的表面光滑的夹具下板凸台，该夹具下板凸台的大小与热管式均热板的尺寸匹配，夹具下板凸台的高度略大于框架底面与均热板底面之间的距离；且夹具下板的四角具有朝向与热管式均热板相接触的方向分别凸出的夹具下板定位栏以便固定散热模块并防止其滑动。

优选地，所述夹具的材质是铝、铜或不锈钢。

本发明的散热模块中包含具有定位孔的框架，从而便于散热模块与电子组件的安装。另外，本发明在上述散热模块的焊接过程中，先将热管式均热板、散热片和框架各自相接触的部位涂好锡膏，再用夹具将散热模块夹紧，然后进行焊接，从而有效地避免了热管式均热板在焊接过程中发生胀管现象；而且由于散热模块设置有具有定位孔的框架，也便于散热模块和电子组件安装在一起。

附图说明

图1A-1D分别为本发明散热模块的主视图、右视图、仰视图和后视图；

图2A-2C分别为图1A-1D中所示散热模块的框架的主视图、右视图和仰视图；

图3A和3B为图1D中所示的散热模块的鳍片的主视图和俯视图；

图4A-4C为本发明方法中使用的夹具上板的主视图、右视图和仰视图；

图5A-5C为本发明方法中使用的夹具下板的主视图、右视图和仰视图；

图6A、6B为本发明散热模块在焊接时装入夹具后的示意图及透视图。

附图标记说明：

1-热管式均热板    2-框架    3-散热片    4-夹具

5-定位孔    6-框架凹槽    7-注液管凹槽

8-鳍片折痕    9-鳍片扣

10-夹具上板凸台    11-夹具上板凹槽

12-夹具下板凸台    13-夹具下板定位栏

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细介绍。为了便于描述本发明中各部件及其位置关系，在此将图6A中从纸面垂直向外的方向定义为上，其反方向为下；其它各图中各部件及其位置关系以此图中的方向为准进行描述。

图1A-1D分别所示为本发明的散热模块的主视图、右视图、仰视图和后视图，其中的正视图(即散热模块的下表面)是从图6中的处于夹具中间的散热模块的背面所见的视图。由图1A和图1B可见，散热模块包括热管式均热板1、框架2和散热片3。其中，热管式均热板1嵌入框架2的底部(即从框架2的下方嵌入)并且热管式均热板1的板边缘与图2A和图2C中所示的框架2下表面两边内侧的框架凹槽6接触，热管式均热板1的注液管置于图2中所示的框架2上的注液管凹槽7内，所述框架凹槽6和注液管凹槽7可以连通。如图1D所示，散热片3由数片鳍片扣连而成，然后可以从框架2的上方放入，并且鳍片与热管式均热板1的上表面焊接在一起。

图2A-2C分别为图1A-1D中所示的的框架2的主视图、右视图和仰视图。由图2A-2C可见，框架2的相对两边上设置有定位孔5、框架凹槽6，并且在一个角上设置有注液管凹槽7。其中，定位孔5的位置及个数可以视散热模块与电子组件的实际安装条件而定，同时框架凹槽6和注液管凹槽7的形状及尺寸与均热板1相匹配，均热板1应当能刚好嵌入其中。热管式均热板1的外壳为导热性较好的金属外壳，如铝或铜制外壳，同时框架2的材质要求能和热管式均热板1焊接在一起，散热片的材质要求能和均热板1焊接在一起，或者经过表面处理后能焊接在一起，同时导热性也要求较好，如可以使用铝或铜。

参见图3A和图3B，上述鳍片为图3A中所示的片状结构，并且在其一边，即图3A中所示的底边上具有鳍片折痕8以便与热管式均热板1的上表面焊接在一起，并且在该底边上和其相对边即图3A中所示的顶边上各具有两个鳍片扣9以便与其它鳍片依次扣连。本领域的技术人员应当理解，在鳍片的制造过程中，可能先在其顶边和底边上各自折出折痕，然后在两个折痕上各自制造出两个鳍片扣，因此在制造过程中在顶边上的两个鳍片扣之间也会具有折痕，这条折痕可以被切除以得到如图3A所示的鳍片，这样的鳍片在组成散热片后通风效果更好，因而散热效果更好；这条折痕也可以保留，但是散热效果不如切除之后的效果好。而为了与热管式均热板充分接触和焊接牢固，鳍片底面的折痕必须保留。

下面对本发明的方法进行说明。本发明的方法包括以下步骤：

1)在热管式均热板1、散热片3和框架2三者相互接触的部位(其相对位置在上文中关于散热模块的内容中已有说明，在此不予赘述)分别涂上一层薄且均匀的锡膏，然后进行组装；

2)将组装好的散热模块放入夹具4中，并且可以利用螺丝和螺栓通过定位孔5将夹具4锁紧，图6A和图6B即为散热模块装入夹具4的一般示意图及透视图；

3)将散热模块连同夹具4置于回焊炉中，进行焊接；

4)焊接完成后，取下夹具4，即完成了散热模块的制作。

所述夹具4包括夹具上板和夹具下板，且该两板各自具有多个定位孔，在夹紧整个散热模块时，所述夹具上板和夹具下板分别置于所述散热模块的两面，然后使用螺栓和螺帽通过定位孔将散热模块夹紧在该两板之间。

夹具上板和夹具下板要有一定的厚度以防止其在焊接过程中被挤压变形。夹具上板及其凸台和夹具下板及其凸台的表面要比较光滑，以防止散热模块在焊接过程中受热变软进而出现凹陷。所述夹具的材质可以是铝、铜、不锈钢等金属材料。

图4A-4C所示为本发明在焊接过程所使用的夹具上板的主视图、右视图和仰视图。其中，如果由于散热片的上面即各鳍片的顶边的鳍片扣之间的折痕被切除而在中间有一凹槽，则在夹具上板的下表面的中间部位应当有一个朝向散热片3突起的夹具上板凸台10，夹具上板凸台10的高度和该凹槽相等，以保证夹具上板及其凸台都与散热片接触，夹具上板凸台10应当刚好卡在散热片3顶面的两排扣之间，即凸台要刚好填满被切除的折痕的位置。夹具上板凸台10上开设有至少一个贯通的夹具上板凹槽11，其用于在回焊炉的焊接中使红外线穿过夹具上板以进行焊接，使散热模块所需的焊接温度不用太高。在保证夹具上板不变形的情况下，夹具凹槽11大一些比较好，这样可以有更多的红外线直接穿过夹具上板到达焊接部位。

图5A-5C所示为本发明在焊接过程所使用的夹具下板的主视图、右视图和仰视图。夹具下板的上表面的中间部位设置有向上的夹具下板凸台12，夹具下板凸台12略小于热板式均热板1，其高度略大于热管式均热板1与框架2下底面之间的距离。且夹具下板的四角具有朝向与热管式均热板相接触的方向分别凸出的夹具下板定位栏13，其将整个散热模块包起来，主要用于散热模块的定位并防止其滑动。

涂锡膏的具体部位包括热管式均热板1的上表面、框架凹槽6和散热片3的底面折痕的下表面。

以上内容仅是对于本发明的示例性的说明，不用于限定本发明的保护范围，本发明的保护范围是由附加的权利要求书限定的。本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的情况下，对本发明做出各种修改和等同替换，这些都应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1、一种散热模块，其特征在于，包括：热管式均热板、散热片和框架，其中，所述散热片由数片鳍片扣连而成，散热片被焊接在热管式均热板的一个面上，热管式均热板被焊接在框架上，所述框架上设置有定位孔。

2、如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，在所述框架相对两边的内侧分别设有框架凹槽，用于放置所述热管式均热板，所述框架凹槽的深度略小于热管式均热板的厚度。

3、如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，在所述框架上设置有用于放置热管式均热板的注液管的注液管凹槽，所述注液管凹槽的深度略大于注液管的直径。

4、如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述热管式均热板的外壳和散热片的材料为铜或铝。

5、如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，在所述鳍片的与热管式均热板相接触的底边上具有底边折痕，该底边折痕与热管式均热板焊接在一起，并且在该底边上和与其相对的顶边上各具有两个用于扣连鳍片的扣。

6、一种散热模块的焊接方法，其特征在于，在进行焊接时，将热管式均热板、散热片及框架之间相互接触的部位分别涂上锡膏并组装后，使用夹具将整个散热模块夹紧，然后放入回焊炉中进行焊接，焊接完成后取下夹具。

7、如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述夹具包括夹具上板和夹具下板，且该两板在接近边缘处各自具有多个定位孔，在夹紧整个散热模块时，所述夹具上板和夹具下板分别置于所述散热模块的两面，然后使用螺栓和螺帽通过定位孔将散热模块夹紧在该两板之间。

8、如权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，散热片由多个鳍片依次扣连而成，在散热片顶面具有起扣连作用的两排突起的鳍片扣，所述鳍片扣的高度与鳍片的厚度相等，并且在夹具上板的下表面具有朝向散热片突起的表面光滑的夹具上板凸台，该夹具上板凸台刚好卡在所述散热片的顶面的两排鳍片扣之间。

9、如权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，夹具上板凸台上开设有至少一个贯通的夹具上板凹槽，在回焊炉中焊接时，使红外线透过该槽从而穿过夹具上板直接到达焊接部位，以便使散热模块所需的焊接温度不用太高。

10、如权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，夹具下板的上表面的中间部位设置有向上的表面光滑的夹具下板凸台，该夹具下板凸台的大小与热管式均热板的尺寸匹配，夹具下板凸台的高度略大于框架底面与均热板底面之间的距离；且夹具下板的四角具有朝向与热管式均热板相接触的方向分别凸出的夹具下板定位栏以便固定散热模块并防止其滑动。

11、如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述夹具的材质是铝、铜或不锈钢。

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