CN106255313B - 一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法，包括以下步骤：步骤1、制备散热冷板：选定型材；对型材进行热处理；针对电路板形状，对型材进行加工；步骤2、对加工之后的散热冷板，进行表面氧化处理工艺；步骤3、将散热冷板与电路板进行装配及粘接：根据散热冷板的形状，切割粘接胶膜；在散热冷板和粘接胶膜之间进行冷粘固定；在散热冷板和电路板之间进行销钉固定；对粘接组件进行预热，使粘接组件温度升温至粘接温度；之后对其加热加压；最后加压冷却，使之恢复至常温。本发明散热覆盖面积广，能够覆盖电路板上所有需要散热的元件，提高散热解决方案。且本发明灵活性更高、制作简单，装配方式简便，可靠性高。

Description

一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法

技术领域

本发明涉及电路板的制作工艺，具体涉及一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法。

背景技术

目前常用的散热方法主要有风扇、导热管和散热片，由于很多产品受到体积和结构的限制，印制电路板不能采取风扇和导热管散热。只能在一些电子元器件上加装散热片，以增加散热面积。但是加装散热片方法的缺点是散热的散热面积相对较小，影响印刷电路板散热效果。高密度安装与CPU使用频率的上升,电子互连的印制电路板产品正朝着高密度、高精度化方向发展,从而要求大功率的印制板组装件具有优异的散热性能和尺寸稳定性能。IC和LSI的散热问题的解决关系到机器的误操作，发热问题是电子设备的共同问题。采用冷板印制板可有效解决散热问题，从而使印制板尺寸稳定性得到保证，使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩得带缓解，提高了整机和电子设备的可靠性和使用寿命。通过本项目的研究，改善冷板结构，挖掘冷板散热的更大作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法。

本发明的技术方案如下：

一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法，包括以下步骤：

步骤1、制备散热冷板；

步骤1a、选定型材；

步骤1b、对型材进行热处理；

步骤1c、针对电路板形状，对型材进行加工；

步骤2、对加工之后的散热冷板，进行表面氧化处理工艺；

步骤3、将散热冷板与电路板进行装配及粘接；

步骤3a、根据散热冷板的形状，切割粘接胶膜；

步骤3b、在散热冷板和粘接胶膜之间进行冷粘固定，将粘接胶膜粘贴在散热冷板之上；

步骤3c、在散热冷板和电路板之间进行销钉固定；在散热冷板和电路板重合之后，在散热冷板边角安装定位销钉，将散热冷板固定在电路板之上；

步骤3d、电路板、粘接胶膜和散热冷板组成粘接组件；对粘接组件进行预热，使粘接组件温度升温至粘接温度；之后对其加热加压；最后加压冷却，使之恢复至常温。

其进一步的技术方案为，所述步骤1a中，所述型材选定为LD2或者LY12型铝硅合金板材。

其进一步的技术方案为，所述步骤1b中，热处理过程具体为：

1)、均匀化退火，加热温度为525～540℃；保温时间为12～14h；之后进行炉冷；

2)、快速退火，加热温度为350～370℃；保温时间为30～120min；之后进行空冷；

3)、淬火，淬火温度为510～530℃，之后进行水冷；

4)、进行时效处理，人工时效为在温度为150～165℃,时间为6～15h的条件下进行空冷；自然时效的条件为在室温下放置96h。

其进一步的技术方案为，所述步骤1c中，使用线切割的方式或者使用数控加工中心的方式对型材进行加工；如果使用数控加工中心的方式加工，则数控装置的脉冲当量为0.001mm～0.1μm。

其进一步的技术方案为，所述步骤2中的表面氧化处理工艺为硬质阳极化或黑色导电氧化。

其进一步的技术方案为，所述步骤3d具体为：

1)、使用热风鼓风箱，在125℃的温度下，对粘接组件预热10分钟，使之温度升温至粘接温度；

2)、预热完成后，使用平板硫化机对粘接组件加热加压，时间为900s，压力为0.5～1Mpa，温度为135℃；

3)、最后对粘接组件加压冷却10min，恢复常温。

本发明的有益技术效果是：

针对传统散热方案的局限性，本发明的优点如下所述：

第一，散热覆盖面积广，能够覆盖电路板上所有需要散热的元件，提高散热解决方案。

第二，灵活性更高，可根据用户使用或设计需要，选择性的对元件进行散热。

第三，制作简单，使用普通CAD图纸就能实现加工。

第四，独特的装配方式，全程不采用螺钉装配件，全部采用新材料新技术和新工艺对散热冷板和电路板实现组装。

第五，可靠性高，高强度的粘接材料，可通过剥离实验进行验证。提高产品使用寿命。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

图1是本发明的流程图。如图1所示，本发明主要包括以下步骤：

步骤1、制备散热冷板。在步骤1中具体包括：

步骤1a、选定型材。具体可选定为LD2或者LY12型铝硅合金板材，其具有高强度，退火和热态下有高的可塑性、淬火和自然时效后塑性稳定。铝硅合金板材的主要化学成分如下：

硅Si：0.50-1.2；

铁Fe:0.50；

铜Cu：0.20-0.6；

锰Mn：0.15-0.35或铬Cr：0.15-0.35；

镁Mg：0.45-0.9；

锌Zn：0.20；

钛Ti：0.15；

铝Al：余量

其他：

单个：0.05合计：0.10。；

其力学性能(棒材室温纵向力学性能)为：

抗拉强度σb(MPa)：≥295

伸长率δ5(％)：≥12。

试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤150

步骤1b、对型材进行热处理；热处理的具体步骤为：

1)、均匀化退火，加热温度为525～540℃；保温时间为12～14h；之后进行炉冷；

2)、快速退火，加热温度为350～370℃；保温时间为30～120min；之后进行空冷；

3)、淬火，淬火温度为510～530℃，之后进行水冷；

4)、进行时效处理，人工时效的条件为在温度为150～165℃,时间为6～15h的条件下进行空冷；自然时效的条件为在室温下放置96h。

步骤1c、针对电路板形状，对型材进行加工。通过确定选型材料，针对电路板PCB数据设计CAD机械图，进行材料加工。具体使用线切割的方式或者使用数控加工中心的方式对型材进行加工，其具有较高的切割精度，加工精度高、加工质量稳定可靠。如果使用数控加工中心的方式加工，则数控装置的脉冲当量为0.001mm～0.1μm，另外，数控加工还避免了操作人员的操作失误。

步骤2、对加工之后的散热冷板，进行表面氧化处理工艺。表面氧化处理工艺具体可以为硬质阳极化或黑色导电氧化。对线切割好的半成品采取表面氧化处理工艺，目的是为了获取更高的表面阻抗效果，因为电子产品的电气性能要求很高，必须对散热材料和装置进行一定的电气性能的考虑。一般表面处理采取硬质阳极化或黑色导电氧化两种方法，根据设计需要不同，采取的表面处理工艺也不同。

硬质阳极化是一种厚层铝阳极氧化工艺。氧化膜最大厚度可达d5L1～3IHlfAm，膜层硬度很高。囚膜层有空隙，可吸附各种润滑剂、增加了减磨能力。膜层导热性很差。经过封孔处理(浸绝缘漆或石蜡)，在大气中有较高的抗蚀能力。主要用于国防和机械银造工业中要求耐磨、耐热、绝缘的铝合金零件上。如活塞、气缸、轴承、飞机货舱的地板，滚棒、导轨等

步骤3、将散热冷板与电路板进行装配及粘接。

首先选择粘接胶膜的材料，粘接胶膜材料可采取杜邦软板材料KAPTON，具有较好的热传导效果，厚度仅为0.18mm，可广泛用于电路板粘接，不影响总体组件的厚度。

步骤3a、根据散热冷板的形状，切割粘接胶膜。对于粘接胶膜的形状获取，可以使用专门的制备工艺，采取D-cut平板切割机导入简单的CAD图形即可切割出所需要的形状。

步骤3b、在散热冷板和粘接胶膜之间进行冷粘固定，将粘接胶膜粘贴在散热冷板之上。对散热冷板和粘接胶膜使用丙酮进行预处理，可使得定位精确，粘接时不易偏移。

步骤3c、在散热冷板和电路板之间进行销钉固定；为防止粘接过程中电路板和冷板错位偏移，在散热冷板和电路板重合之后，在散热冷板的四个角安装定位销钉，将散热冷板固定在电路板之上，控制电路板和冷板的重合度。

步骤3d、电路板、粘接胶膜和散热冷板组成粘接组件；对粘接组件进行预热，使粘接组件温度升温至粘接温度；之后对其加热加压；最后加压冷却，使之恢复至常温。此步骤具体为：

1)、使用热风鼓风箱，在125℃的温度下，对粘接组件预热10分钟，使之温度升温至粘接温度；

2)、预热完成后，使用平板硫化机对粘接组件加热加压，时间为900s，压力为0.5～1Mpa，温度为135℃；

3)、最后对粘接组件加压冷却10min，恢复常温。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电路板用散热冷板的制备和粘接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备散热冷板，步骤1包括如下步骤1a、步骤1b和步骤1c：

步骤1a、选定型材；

步骤1b、对型材进行热处理；

步骤1c、针对电路板形状，对型材进行加工；

步骤2、对加工之后的散热冷板，进行表面氧化处理工艺；

步骤3、将散热冷板与电路板进行装配及粘接，步骤3包括如下步骤3a、步骤3b、步骤3c和步骤3d：

步骤3a、根据散热冷板的形状，切割粘接胶膜；

步骤3b、在散热冷板和粘接胶膜之间进行冷粘固定，将粘接胶膜粘贴在散热冷板之上；

步骤3c、在散热冷板和电路板之间进行销钉固定；在散热冷板和电路板重合之后，在散热冷板边角安装定位销钉，将散热冷板固定在电路板之上；

步骤3d、电路板、粘接胶膜和散热冷板组成粘接组件；对粘接组件进行预热，使粘接组件温度升温至粘接温度；之后对其加热加压；最后加压冷却，使之恢复至常温。

2.如权利要求1所述的电路板用散热冷板的制备和粘接方法，其特征在于，所述步骤1a中，所述型材选定为LD2型铝硅合金板材或者LY12型硬铝合金板材。

3.如权利要求1所述的电路板用散热冷板的制备和粘接方法，其特征在于，所述步骤1b中，热处理过程具体为：

1)、均匀化退火，加热温度为525～540℃；保温时间为12～14h；之后进行炉冷；

2)、快速退火，加热温度为350～370℃；保温时间为30～120min；之后进行空冷；

3)、淬火，淬火温度为510～530℃，之后进行水冷；

4)、进行时效处理，人工时效为在温度为150～165℃,时间为6～15h的条件下进行空冷；自然时效的条件为在室温下放置96h。

4.如权利要求1所述的电路板用散热冷板的制备和粘接方法，其特征在于，所述步骤1c中，使用线切割的方式或者使用数控加工中心的方式对型材进行加工；如果使用数控加工中心的方式加工，则数控装置的脉冲当量为0.001mm～0.1μm。

5.如权利要求1所述的电路板用散热冷板的制备和粘接方法，其特征在于，所述步骤2中的表面氧化处理工艺为硬质阳极化或黑色导电氧化。

6.权利要求1所述的电路板用散热冷板的制备和粘接方法，其特征在于，所述步骤3d具体为：

1)、使用热风鼓风箱，在125℃的温度下，对粘接组件预热10分钟，使之温度升温至粘接温度；

2)、预热完成后，使用平板硫化机对粘接组件加热加压，时间为900s，压力为0.5～1Mpa，温度为135℃；

3)、最后对粘接组件加压冷却10min，恢复常温。