CN102357786A - 模块散热器制造工艺的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块散热器制造工艺的补偿方法，首先将单体蓄热基板1和翅片2构成的挤压型材进行锯切下料，再经压合前分检、堆垛；将多片由单体蓄热基板1和翅片2构成的挤压型材“初次压合”并产生2%压缩变形；将初次压合后构成的散热器模块进行人工时效处理，时效温度175±5°C，时效时间8小时；再将时效硬化后的散热器模块实施“二次压合”处理，使之产生1%二次压缩应变并获得模块散热器；最后进入数控加工中心至完工产品。本发明在保持“模块散热器制造方法”基础上，通过二次压合工艺补偿方法进一步提高了散热器基板“内界面”的结合强度水平，可获得用于散热器基板表面裂缝缺陷，着色渗透无损检测零缺陷结果。

Description

模块散热器制造工艺的补偿方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金模块散热器的制备方法，特别是涉及一种通过挤压方法获得单体散热片组成的模块散热器制造工艺的补偿方法。

背景技术

由于节能需求，变频技术及变频器用于大功率模块散热器的产业化需求方兴未艾。目前，使用的由多片两侧齿形结构的单体蓄热基板和散热片组成的模块散热器，因其“压合”这一制造方法引入的蓄热基板结构中繁复密致的“内界面”，对整体模块散热器结合强度的潜在影响，致使在系统结构设计后期热问题解决方案评估中，一直被视为不可忽视的结构要素。例如IGBT电子元件与散热器基板接触面涂覆的导热硅脂，如在工作温度熔化，可能渗透至散热器基板内界面处，从而影响了电子产品性能和可靠性。因此，对于模块散热器制造方法及产品评价，其蓄热基板内界面的结合强度一直非常重要。

对于一定成分的析出强化型铝合金，时效过程中造成的析出相特征是控制合金强度的主要因素；晶内析出相尺寸小密度高，且不易被滑移位错切割，则有利于合金获得高强度；而作为被“压合”材料，因加大接触面之间压力获得高界面结合强度。

中国专利公告号CN100421869C，公告日是2008年10月1日，名称为“模块散热器的制造方法”中公开了一种先期“压合”后期“时效处理”的铝合金模块散热器制造方法，通过该方法制造的散热器的硬度和强度得到增强。其缺点是，由于“压合”后形成的基板内界面结合强度的不稳定性，致使散热器产品着色渗透试验的通过率仅为50%，导致产品运行过程中的潜在风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种与现有方法相比，基板内界面结合强度更为稳定，能够获得着色渗透无损检测零缺陷结果的模块散热器。

本发明所采用的技术方案是：一种模块散热器的制造方法，包括压合和应变时效处理；所述压合为初次压合和二次压合；制造方法包括以下步骤：

A.首先将兼容单体蓄热基板和散热翅片功能的铝合金挤压型材锯切至规定长度，并经分检、堆垛工序；

B.尔后将N片单体蓄热基板和翅片构成的挤压型材实施“初次压合”并因此“模块化”，“初次压合”工序的压缩量为每个单体散热片0.08mm，每个模块整体压缩量为N片×0.08 mm/片，其初次压缩率2%；

C.将初次压合后的“模块化”散热器进行人工时效处理，时效温度175±5°C，保温时间8小时；

D.将已时效硬化散热器模块再实施“二次压合”处理并因此获得模块散热器，“二次压合”工序的压缩量为每个单体散热片0.04 mm，每个模块整体压缩量为N片×0.04mm/片，其二次压缩率1%；

E.将模块散热器送至数控加工中心，完成铣削、钻孔、攻丝等在线加工工序。

所述单体蓄热基板和翅片的数量N为大于1的自然数。

本发明的有益效果是：（1）经历“初次压合”工序实现的散热器模块，在初次压缩变形过程中引入2%塑性应变，且合金材料冶金组织中晶体缺陷数量增加，激活人工时效过程中析出动力，过饱和相可充分析出，且体积分数提高，从而有效提高模块散热器合金强度。

（2）在保持应变—时效硬化和强度增益基础上，实施“二次压合”的散热器模块，在二次压缩变形过程中，继续引入1%塑性应变，导致合金强度进一步提高，“压合”材料，因加大接触面之间的压力而获得散热器模块基板内界面所需的结合强度。

（3）无需改造模块散热器生产线，生产补偿工艺调整简单，适合“压合”工艺过程质量控制和规模化生产需要。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是单体蓄热基板1和翅片2的结构示意图；

图3是模块散热器结构示意图。

图中：

1、蓄热基板                     2、翅片         3、插槽                4、突出夹角

5、V字形夹角           6、左堵头            7 、突出尖角              8、右堵头

9、V字形夹角。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做一详细描述：

如图1所示，本发明模块散热器制造工艺的补偿方法，将单体蓄热基板1和翅片2构成的挤压型材锯切下料，经分检和堆垛工序并保持其待挤压状态。图2所示的每一单体蓄热基板1的两侧都分别开有插槽3，且在插槽3的根部带有突出尖角4，其顶部带有V字形尖角5，每个单体蓄热基板1上两侧的插槽3彼此相互适配插接，然后，将多片单体蓄热基板1和翅片2构成的挤压型材，连同如图3示出的带有V字形尖角9的左堵头6、右堵头8，全部插接在一起后，置于立式四柱油压机实施“初次压合”，在压合过程中，载荷通过工装传递压力至所有单体插槽3的相互结合面，均因塑性屈服发生压缩变形，其初次压缩率为2%，在初次压缩变形过程中引入2%塑性应变，且合金材料冶金组织中晶体缺陷数量增加，激活人工时效过程中析出动力，过饱和相可充分析出且体积分数提高，因此，合金强度提高，此时发生的塑性成形获得“散热器模块”；尔后将“初次压合”的模块进行人工时效处理，时效温度175°C，持续时间8小时；将时效硬化后的“模块”再次置于立式四柱油压机实施“二次压合”， 在保持应变—时效硬化且强度增益基础上，实施的“二次压合”散热器模块在二次压缩变形过程中，继续引入1%塑性应变导致合金强度进一步提高，其压缩率1%，“压合”材料因加大接触面之间压力获得散热器模块基板内界面高结合强度；此时，引入的压缩塑性变形，可使基板结合面发生应变硬化，且进一步提高接触面之间的压力，直至发生一定数量过盈，至此，模块散热器获得稳定机械结合强度；最后，进入数控加工中心进行铣削、钻孔、攻丝等机加工工序。

其优点是，在挤压状态实施的“初次压合”，通过材料的塑性屈服流变完成“模块化”过程所必需的各个单体散热片之间的形位结合；尔后，在时效硬化状态基础上完成的“二次压合”，使材料应变硬化实现基板“内界面”的高强度结合。通过特定的，用于检测基板表面裂缝缺陷的着色渗透无损检测表明，该方法生产的“模块散热器”已显示零裂缝缺陷检测结果。

该补偿方法无需改造模块散热器生产线，生产补偿工艺调整简单，适合“压合”工艺过程质量控制和规模化生产需要。

Claims (2)

1.一种模块散热器的制造工艺的补偿方法，包括压合和应变时效处理；其特征在于，所述压合为初次压合和二次压合；制造方法包括以下步骤：

A.首先将兼容单体蓄热基板和散热翅片功能的铝合金挤压型材锯切至规定的长度，并经分检、堆垛工序；

B.将N片单体蓄热基板和翅片构成的挤压型材实施初次压合，压合后的单体呈模块化，初次压合工序的压缩量是每个单体散热片为0.08mm，每个模块整体压缩量为N片×0.08 mm/片，其初次压缩率为2%；

C.将初次压合后的模块化散热器进行人工时效处理，时效温度175±5°C，保温时间8小时；

D.将已时效处理的硬化散热器模块再实施二次压合，获得模块散热器，二次压合工序的压缩量为每个单体散热片0.04 mm，每个模块整体压缩量为N片×0.04mm/片，其二次压缩率1%；

E.将模块散热器送至数控加工中心，完成铣削、钻孔、攻丝等在线加工工序。

2.根据权利要求1所述的模块散热器的制造方法，其特征在于，所述单体蓄热基板和翅片的数量N为大于1的自然数。

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