CN107322251B - 一种铝合金微通道散热器的生产工艺 - Google Patents

一种铝合金微通道散热器的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN107322251B
CN107322251B CN201710579118.8A CN201710579118A CN107322251B CN 107322251 B CN107322251 B CN 107322251B CN 201710579118 A CN201710579118 A CN 201710579118A CN 107322251 B CN107322251 B CN 107322251B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat sink
production technology
aluminium alloy
microchannel heat
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710579118.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107322251A (zh
Inventor
边燕飞
王振轩
蔡萌
王宇光
王若甫
张帅
张晓剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201710579118.8A priority Critical patent/CN107322251B/zh
Publication of CN107322251A publication Critical patent/CN107322251A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107322251B publication Critical patent/CN107322251B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种铝合金微通道散热器的生产工艺，属于机加工散热装置工艺领域，包括以下步骤：1)下料，2)喷砂，3)钎料喷涂，4)机加工，5)退火，6)油污处理，7)氧化皮去除，8)装配，9)真空钎焊，0)待焊件冷却至室温等多个步骤，本发明的优点在于：不再采用焊片，避免了焊片设计、焊片切割、焊片清洗等流程；焊料厚度可控，可避免真空钎焊过程中钎料堵塞微流道等问题。

Description

一种铝合金微通道散热器的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种金属微通道散热器的生产工艺，特别涉及一种铝合金微通道散热器的生产工艺。
背景技术
电子器件向高频化、集成化、高功率及高密度方向发展，使得容积电子器件的发热量和热流密度大幅度地增加，散热空间减小。芯片的发热量不只关系到能耗问题，也关系到芯片的安全高效工作状态。目前传统的散热方式已无法满足电子技术日益发展的要求。为了应对这种挑战，国内外众多的研究者提出了多种用于器件级和系统级的高效散热技术，如热管技术和微通道散热技术等。其中，微通道散热技术因其传热面积大、热扩散距离短的特点具有较高的散热能力和能与现有电子器件基板集成的特性使其成为国内外散热领域研究的热点。
然而，现有的真空钎焊技术方法存在以下不足：生产流程复杂、生产周期长、钎焊时焊料漫溢严重、微通道极易堵塞等问题，此外，在焊接前还需进行焊片设计、焊片切割以及焊片预处理等工作，极大地增加了真空钎焊质量控制的难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种铝合金微通道散热器的生产工艺，该生产工艺能够解决微通道散热器在真空钎焊过程中钎料易堵塞微流道等问题，同时也能够实现工件快速、高效焊接，避免微通道散热器所需复杂焊片的设计、切割、预处理等一系列现有真空钎焊过程中的必要环节。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其中：
1)下料，采用机加工装置对物料进行加工得到工件的胚料；
2)喷砂，对步骤1)中所得到胚料的工件面上进行喷砂处理；
3)钎料喷涂，将步骤2)中喷砂完毕的胚料固定在冷喷涂装置加工台上，在胚料的喷砂面上均匀喷涂粉末钎料，胚料的喷砂面上形成一层等高度的钎料层，得到带有钎料层的胚料件；
4)机加工，采用高速铣床由胚料件带有钎料层的工件面向胚料件的中心铣削直至在胚料内铣削出所需结构的微通道以得到带有微通道的机加工件，微通道的侧沿顶面与胚料件的上表面齐平，在微通道的上表面和胚料件的工件面上都带有钎料层；
5)装配，将步骤4)中处理完毕的机加工件和盖板进行装配，装配过程中将机加工件带有钎料层的工件面与盖板相对接，机加工件的钎料层与盖板的接触面相贴合；
6)真空钎焊，将步骤5)中装配完毕的散热器置入真空钎焊炉，焊接过程中机加工件上表面的所有的钎料都融化并与盖板相连接。
进一步的，所述步骤1)中，喷砂处理为采用粒径小于0.25mm的细沙。
进一步的，所述步骤3)中，粉末钎料为AlSiMg粉末钎料。
进一步的，所述步骤3)中，冷喷涂设备选用氮气，氮气温度为300℃-310℃。
进一步的，所述步骤6)中，将装配完毕的散热器采用在特定时长内渐变升温，当温度达到温度预设值时，则在预设时长内保持预设温度直至焊接完成，采用等温值梯度加温焊接的方式进行加工。
进一步的，所述的特定时长的范围为5min-20min。
进一步的，所述的预设时长随着温度预设值的升高而先延长再缩短，温度预设值达到最高温度时预设时长常最短，预设时长的范围为10min-45min。
进一步的，所述的温度预设值的范围为360℃-605℃。
进一步的，在步骤5)制备完毕后，还需要进行将带有钎料层的机加工件置于退火炉中退火，以去除加工应力；在退火完毕后进行油污处理，采用丙酮和酒精对机加工件与盖板进行去油污处理；在油污处理完毕后需要进行氧化皮去除，对机加工件与盖板进行化学处理以消除焊接面的氧化皮。
进一步的，依次采用碱洗、水洗、酸洗、水洗与干燥的方法去除带焊件表面氧化皮。
进一步的，所述退火处理的温度为300℃。
本专利提出的方案，其核心思想为只在工件待焊的位置留置粉末钎料，不需焊接的位置其面上喷涂的粉末钎料由机加工去除，保证了微通道散热器上不存在多余的钎料，进而避免了因钎料溢流而导致堵塞微流道的问题。
本专利提出的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，该方法不仅具有使工件加热均匀、钎缝成型质量好、变形小等优点，而且该生产工艺能够解决微通道散热器在真空钎焊过程中钎料易堵塞微流道等问题，同时也能够实现工件快速、高效焊接，避免微通道散热器所需复杂焊片的设计、切割、预处理等一系列现有真空钎焊过程中的必要环节，极大地减少了真空钎焊质量控制的难度。
附图说明
图1为本发明提出的一种铝合金微通道散热器的生产工艺流程图。
图2为本发明提出的微通道机加工件的结构图。
图3是图2中A处的放大图。
附图标记说明：工件面1、盖板2、侧壁顶面3。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
本发明提供一种铝合金微通道散热器的生产工艺，它包括以下步骤：
1)下料，采用机加工装置对物料进行加工得到工件的胚料；
2)喷砂，对步骤1)中所得到胚料的工件面上进行喷砂处理；
3)钎料喷涂，将步骤2)中喷砂完毕的胚料固定在冷喷涂装置加工台上，在胚料的喷砂面上均匀喷涂粉末钎料，胚料的喷砂面上形成一层等高度的钎料层，得到带有钎料层的胚料件。粉末钎料选用AlSiMg粉末钎料，其中Si占11％-13％，Mg占1.0％-2.0％，其余为Al，冷喷涂设备选用氮气，气流速度在500L/min左右，选定气体温度在310度左右；
4)机加工，采用高速铣床由胚料件带有钎料层的工件面向胚料件的中心铣削直至在胚料内铣削出所需结构的微通道，以得到带有微通道的机加工件，微通道的形状为直线通道或者曲形通道，每个通道两侧都形成有侧壁，微通道侧壁的顶面与胚料件的上表面齐平，在微通道的上表面以及一旁的胚料件的工件面上都带有钎料层；
5)退火，将沉积有粉末钎料薄膜的铝合金工件，置于退火炉中退火，退火处理的温度为300℃，退火时长保持大于1小时；
6)去油污，采用丙酮和酒精对工件与盖板进行去油污处理，其中丙酮和酒精均为分析纯，擦拭时间至少为3min；
7)氧化皮处理，对工件与盖板的焊接面进行化学处理以消除焊接面的氧化皮，依次采用碱洗、水洗、酸洗、水洗与干燥的方法去除带焊件表面氧化皮；
8)装配，将步骤7)中处理完毕的机加工件和盖板进行装配，装配过程中将机加工件带有钎料层的工件面与盖板相对接，机加工件的钎料层与盖板的接触面相贴合；
9)真空钎焊，将步骤8)中装配完毕的待焊接件置入真空钎焊炉，焊接过程中机加工件上表面的所有的钎料都融化并与盖板相连接。待焊件在20min内均匀加热至360℃，保温10min，真空度优于1.9×10-3Pa；待焊件在10min内均匀加热至470℃，保温30min，真空度优于2.8×10-3Pa；待焊件在5min内均匀加热至520℃，保温60min，真空度优于2.8×10-3Pa；待焊件在5min内均匀加热至570℃，保温45min，真空度优于2.8×10-3Pa；待焊件在5min内均匀加热至605℃，保温10min，真空度优于2.6×10-3Pa；
10)待焊件冷却至室温，取出。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：
1)下料，采用机加工装置对物料进行加工得到工件的胚料；
2)喷砂，对步骤1)中所得到胚料的工件面(1)上进行喷砂处理；
3)钎料喷涂，将步骤2)中喷砂完毕的胚料固定在冷喷涂装置加工台上，在胚料的喷砂面上均匀喷涂粉末钎料，胚料的喷砂面上形成一层等高度的钎料层，得到带有钎料层的胚料件；
4)机加工，采用高速铣床由胚料件带有钎料层的工件面向胚料件的中心铣削直至在胚料内铣削出所需结构的微通道以得到带有微通道的机加工件，微通道的侧壁顶面(3)与胚料件的上表面齐平，在微通道的上表面和胚料件的工件面上都带有钎料层；
5)装配，将步骤4)中处理完毕的机加工件和盖板(2)进行装配，装配过程中将机加工件带有钎料层的工件面与盖板相对接，机加工件的钎料层与盖板的接触面相贴合；
6)真空钎焊，将步骤5)中装配完毕的散热器置入真空钎焊炉，焊接过程中机加工件上表面的所有的钎料都融化并与盖板相连接。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述步骤1)中，喷砂处理为采用粒径小于0.25mm的细沙。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述步骤3)中，粉末钎料为AlSiMg粉末钎料。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述步骤3)中，冷喷涂设备选用氮气，氮气温度为300℃-310℃。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述步骤6)中，将装配完毕的散热器采用在特定时长内渐变升温，当温度达到温度预设值时，则在预设时长内保持预设温度直至焊接完成，采用等温值梯度加温焊接的方式进行加工。
6.根据权利要求5所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述的特定时长的范围为5min-20min。
7.根据权利要求6所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述的预设时长随着温度预设值的升高而先延长再缩短，温度预设值达到最高温度时预设时长常最短，预设时长的范围为10min-45min。
8.根据权利要求6所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：所述的温度预设值的范围为360℃-605℃。
9.根据权利要求6所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：在步骤5)制备完毕后，还需要进行将带有钎料层的机加工件置于退火炉中退火，以去除加工应力；在退火完毕后进行油污处理，采用丙酮和酒精对机加工件与盖板进行去油污处理；在油污处理完毕后需要进行氧化皮去除，对机加工件与盖板进行化学处理以消除焊接面的氧化皮。
10.根据权利要求9所述的一种铝合金微通道散热器的生产工艺，其特征在于：依次采用碱洗、水洗、酸洗、水洗与干燥的方法去除带焊件表面氧化皮。
CN201710579118.8A 2017-07-17 2017-07-17 一种铝合金微通道散热器的生产工艺 Active CN107322251B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710579118.8A CN107322251B (zh) 2017-07-17 2017-07-17 一种铝合金微通道散热器的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710579118.8A CN107322251B (zh) 2017-07-17 2017-07-17 一种铝合金微通道散热器的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107322251A CN107322251A (zh) 2017-11-07
CN107322251B true CN107322251B (zh) 2019-10-22

Family

ID=60227320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710579118.8A Active CN107322251B (zh) 2017-07-17 2017-07-17 一种铝合金微通道散热器的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107322251B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108838476A (zh) * 2018-07-12 2018-11-20 广东省新材料研究所 一种平行流管换热器及其加工方法与应用
CN109622945A (zh) * 2019-01-29 2019-04-16 皖西学院 一种多段扰流式微通道铝合金复合冷板及其制备方法
CN113414461B (zh) * 2021-08-23 2021-12-10 西安远航真空钎焊技术有限公司 一种芯体转接段组件的钎焊方法
CN114683013A (zh) * 2022-04-21 2022-07-01 贵州永红航空机械有限责任公司 一种铝合金微通道热交换器的加工方法
CN115255837B (zh) * 2022-08-22 2023-09-19 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种异质内置式微小通道冷板及其成型方法
CN115502500A (zh) * 2022-09-13 2022-12-23 佛山华智新材料有限公司 具有多层结构的铝制品及其制作方法
CN117680802B (zh) * 2024-01-11 2024-05-10 贵州永红航空机械有限责任公司 钛合金微通道换热器制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105698563A (zh) * 2016-04-08 2016-06-22 厦门大学 一种具有分流-汇流结构的微通道换热器及其制造方法
CN106584045A (zh) * 2017-02-24 2017-04-26 江阴市亚龙换热设备有限公司 一种板式换热器生产工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100453233C (zh) * 2006-12-20 2009-01-21 中国电子科技集团公司第十四研究所 6063铝合金微通道冷板的炉钎焊工艺方法
CN102179586B (zh) * 2011-03-18 2013-02-27 北京航空航天大学 一种不锈钢层板式喷注器的钎焊制备方法
CN103600149B (zh) * 2013-11-15 2015-11-18 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种薄壁导管换热器的钎焊方法
CN105171170B (zh) * 2015-09-16 2017-09-08 成都四威高科技产业园有限公司 一种冷板上多孔结构的真空钎焊工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105698563A (zh) * 2016-04-08 2016-06-22 厦门大学 一种具有分流-汇流结构的微通道换热器及其制造方法
CN106584045A (zh) * 2017-02-24 2017-04-26 江阴市亚龙换热设备有限公司 一种板式换热器生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN107322251A (zh) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107322251B (zh) 一种铝合金微通道散热器的生产工艺
US8079509B2 (en) Brazed aluminum laminate mold tooling
CN103008814B (zh) 一种天线子阵的真空钎焊方法
CN101494322B (zh) 一种钨铜连接方法
CN105977173B (zh) 一种高焊透率手工共晶焊接半导体裸芯片的方法
CN106134330B (zh) 一种基于等离子清洗的高钎焊率真空焊接方法
CN106409792A (zh) 一种水冷板散热器及其制备工艺
CN103659184B (zh) 一种散热底板的焊接方法
CN110220402A (zh) 一种具有微针肋-纳米线结构的微通道换热器及其制造方法
CN109256337B (zh) 一种周长毫米级元件共晶焊接装置及焊接方法
CN107663631A (zh) 靶材组件的制造方法
CN107662045A (zh) 铝合金产品的制造方法
CN107876958B (zh) 焊接夹具以及铝合金产品的焊接方法
CN105563018A (zh) Dcmp铝合金真空钎焊机箱加工方法
CN101439460A (zh) 液冷冷板加工工艺
CN108067723A (zh) 靶材组件的制造方法
CN106702333A (zh) 靶材组件的制造方法
CN108788430A (zh) 采用高频感应焊焊接均热板的方法
CN112719821A (zh) 一种超薄真空腔均热板复合材料及其密封成型方法
CN102476241B (zh) 结合齿环与齿轮热后激光焊接方法
CN113587692B (zh) 微通道热沉及其制造方法
CN109128532B (zh) 一种多工位即时清洗的激光阵列微孔加工方法
CN107617825A (zh) 镍靶材组件的制造方法
CN111843165B (zh) 一种金刚石微流道的扩散连接方法
CN110256096A (zh) 多个陶瓷基板与壳体回流焊接的工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant