CN103273266A - 金属导热块的成型加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属基印制电路板（PCB）领域，尤其是指一种金属导热块的成型加工方法，包括以下步骤：按照金属块的形状制作冲模模具，冲模设计尺寸比金属块尺寸大；将铜板置于模具上冲切，获得比所需尺寸大的金属块毛坯；将至少两块金属块毛坯叠合置于夹持平台上，采用数控机械铣切工艺对金属块边缘四周进行铣切，获得所需尺寸的金属块精坯；对金属块精坯打磨抛光；对金属块精坯的表面进行清洗和去氧化得到金属导热块。当金属块在冲切时，避免金属块的边缘在冲切时延展变薄塌陷，加工成型的小尺寸金属块表面平整光洁，金属块边缘无塌陷，提高了金属块加工成型的效率和材料的利用率，降低了材料的消耗，有效保障了金属块的品质。

Description

金属导热块的成型加工方法

技术领域

本发明涉及金属基印制电路板（PCB）领域，尤其涉及一种复合导热型PCB 板用金属导热块的成型加工方法。

背景技术

随着现代电子技术向着多功能化、小型化及高功率化的方向快速发展，传统的电子电器设计已无法满足日益复杂的高端电子设备对于电子电器高密集化及多功能设计集成化的要求，高功率电子设备功放器件的热传导、电气性能、机械性能及其它特殊性能要求日益成为电子产品性能指标的重要组成部分。

然而，仅就PCB 基板的散热性方面，其要求越来越迫切，如果基板的散热性不好，就会导致印制电路板上元器件过热，从而使电子设备的可靠性下降。在此背景下诞生了高散热金属PCB 基板。

金属PCB 基板是由金属基板( 如铝板、铜板、铁板、硅钢板)、高导热绝缘介质层和铜箔构成。绝缘介质层一般采用高导热的环氧玻纤布粘结片或高导热的环氧树脂，绝缘介质层的厚度为80μm-100μm，金属板厚度规格为0.5mm，1.0mm，1.5mm，2.0mm 及3.0mm。

铜基覆铜板具有铝基覆铜板的基本性能，其散热性优于铝基覆铜板，该种基板可承载大电流，用于制造电力电子和汽车电子等大功率电路用PCB，但铜基板密度大、价值高、易氧化，使其应用受到限制，用量远远低于铝基覆铜板；虽然金属基PCB 基板的导热性良好，但是贴装在金属基板PCB 上的功率器件与金属基之间还隔着导热性较差的PCB 板，高功率器件工作时产生的热量不能有效地传导到金属基上，为了提高其热传导功效，中国专利公布号CN102933041A公开了一种复合导热型PCB 板的制作方法，但对其小尺寸铜块( 尺寸小于等于70mm×80mm)的规格提出了更高的要求，采用现有的加工方法不仅工艺复杂，制造成本高，生产效率低，而且加工精度难以达到要求，冲切时，在冲切力的作用下，铜块的边缘容易延展变薄或塌陷，严重影响了复合导热型PCB 板产品质量。目前业内对于小尺寸铜块多采用线性切割的制作方法，加工效率和铜材利用率较低，加工成型的铜块边缘存在披锋、毛刺缺陷，难以达到使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、加工精度高、有效提高了加工效率的金属导热块的成型加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种金属导热块的成型加工方法，包括以下步骤：

步骤A：按照金属块的形状制作冲模模具，冲模设计尺寸比金属块尺寸大；

步骤B：将铜板置于模具上冲切，获得比所需尺寸大的金属块毛坯；

步骤C：将至少两块金属块毛坯叠合置于夹持平台上，采用数控机械铣切工艺对金属块边缘四周进行铣切，获得所需尺寸的金属块精坯；

步骤D：对金属块精坯打磨抛光；

步骤E：对金属块精坯的表面进行清洗和去氧化得到金属导热块。

其中，所述步骤A中，冲模设计尺寸比金属块尺寸的单边至少大1mm。

其中，所述步骤D包括：先对金属块精坯的双面进行打磨；再利用滚筒抛光机对金属块精坯进行去毛刺滚抛处理。

其中，对金属块精坯的双面进行打磨之前利用滚筒抛光机对金属块精坯预先去毛刺滚抛处理。

其中，所述滚筒抛光机采用的滚轮砂纸的目数为600以上。

其中，所述步骤E中采用自然挥发的煤油清洗金属块精坯的表面。

其中，所述金属板为铝板、铜板、铁板或硅钢板。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种金属导热块的成型加工方法，当金属块在冲切时，避免金属块的边缘在冲切时延展变薄塌陷；本实施例中的所述金属块为金属块，本技术方案提供的小尺寸金属块的成型加工方法，加工成型的小尺寸金属块表面平整光洁，金属块边缘无塌陷，提高了金属块加工成型的效率和金属材的利用率，降低了金属材的消耗，有效保障了所需金属块的品质。

附图说明

图1为本发明金属导热块的成型加工方法的工艺流程图。

图2为本发明金属块毛坯的立体结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1所示为一种金属导热块的成型加工方法，本实施例中的金属块为圆柱形块状的铜块，其成型加工方法包括以下步骤：

步骤A：按照铜块的形状制作冲模模具，冲模设计尺寸比金属块尺寸的单边大，见图2以便于为铜块的边缘预留出足够的搭边1，从而便于对铜块的边缘变薄量进行补偿，当铜块在冲切时，延展变薄塌陷的部分为搭边1，即铜块边缘的补偿部分，避免铜块有效部分（铜块的最终成品）的边缘在冲切力时延展变薄塌陷。

步骤B：将铜板置于模具上冲切，获得比所需尺寸大的金属块毛坯2，见图2；

步骤C：将至少两块铜块毛坯2叠合置于夹持平台上，采用数控机械铣切工艺对铜块边缘四周进行铣切，获得所需尺寸的铜块精坯；因为采用了模具冲切和数控机械铣切，一次操作可以同时产生多个金属块，加工效率得到很大提高；

步骤D：对铜块精坯打磨抛光；

步骤E：对铜块精坯的表面进行清洗和去氧化得到铜导热块，把铜表面的氧化层去除以获得光洁纯净的铜表面，提高了铜块与半固化片的结合强度。

由于金属材质的延展性，冲切过程中的冲切力作用会使金属块边缘塌陷，设计冲模尺寸比金属块尺寸大，即是针对金属块边缘塌陷的预留，保证最终成品金属块表面平整，边缘无塌陷。

本实施例中，当铜块在冲切时，避免铜块的边缘在冲切力时延展变薄塌陷；本实施例中的所述金属板为铜板，本技术方案提供的小尺寸铜块的成型加工方法，加工成型的小尺寸铜块表面平整光洁，铜块边缘无塌陷，提高了铜块加工成型的效率和铜材的利用率，降低了铜材的消耗，有效保障了埋铜块板所需铜块的品质。

对铜块精坯进行打磨抛光时：先利用滚筒抛光机对铜块精坯预先去毛刺滚抛处理，再对铜块精坯的双面进行打磨；最后再利用滚筒抛光机对铜块精坯进行去毛刺滚抛处理，大大提高了铜块精坯的打磨精度和抛光质量。优选的，所述步骤A中，冲模设计尺寸比铜块尺寸的单边大1mm，即搭边1的宽度为1mm，在保证铜块的边缘不会延展变薄塌陷的前提下减小搭边1的宽度，进而减小打磨抛光的磨削量，提高打磨抛光的加工效率。

对于硬度较低其它金属，为保证成型加工质量，可以适当加大冲模设计尺寸，可以根据被加工的金属的延展性和硬度合理确定。例如，当金属块为铝块时，冲模设计尺寸比金属块尺寸的单边大2mm，保证加工后的铝块成品边缘无塌陷。

优选的，所述滚筒抛光机采用的滚轮砂纸的目数为600以上，以保证铜块精坯的抛光精度满足设计需求。

优选的，所述步骤E中采用自然挥发的煤油清洗金属块精坯的表面，进一步提高铜块精坯的去污渍效果。

当然，所述金属板还可以为铝板、铁板或硅钢板等其它导热效果较好的金属材料，上述成型加工方法也适用于这类金属块的加工。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，例如所述铜块的形状还可以为正方形、三角形、椭圆形或不规则多边形等，均能采用本技术方案进行成型加工，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种金属导热块的成型加工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A：按照金属块的形状制作冲模模具，冲模设计尺寸比金属块尺寸大；

步骤B：将金属板置于模具上冲切，获得比所需尺寸大的金属块毛坯；

步骤C：将至少两块金属块毛坯叠合置于夹持平台上，采用数控机械铣切工艺对金属块边缘四周进行铣切，获得所需尺寸的金属块精坯；

步骤D：对金属块精坯打磨抛光；

步骤E：对金属块精坯的表面进行清洗和去氧化得到金属导热块。

2.根据权利要求1所述的金属导热块的成型加工方法，其特征在于：所述步骤A中，冲模设计尺寸比金属块尺寸的单边至少大1mm。

3.根据权利要求1所述的金属导热块的成型加工方法，其特征在于：所述步骤D包括：先对金属块精坯的双面进行打磨；再利用滚筒抛光机对金属块精坯进行去毛刺滚抛处理。

4.根据权利要求3所述的金属导热块的成型加工方法，其特征在于：对金属块精坯的双面进行打磨之前利用滚筒抛光机对金属块精坯预先去毛刺滚抛处理。

5.根据权利要求3所述的金属导热块的成型加工方法，其特征在于：所述滚筒抛光机采用的滚轮砂纸的目数为600以上。

6.根据权利要求1所述的金属导热块的成型加工方法，其特征在于：所述步骤E中采用自然挥发的煤油清洗金属块精坯的表面。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的金属导热块的成型加工方法，其特征在于：所述金属板为铝板、铜板、铁板或硅钢板。

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