CN113966081A - 一种冷板印制板的粘接模具及粘接方法 - Google Patents

Abstract

一种冷板印制板粘接模具，包括上模具、下模具和定位件；上模具包括第一弧形表面和定位孔；下模具包括第二弧形表面和定位凹槽；定位孔和定位凹槽通过定位件活动连接；第一弧形表面和第二弧形表面配合形成弧形腔体；定位孔和定位凹槽与冷板印制板上的固定孔共轴设置。粘接步骤如下：将冷板、胶膜以及印制板的安装孔对位，并堆叠设置；将假接后的冷板印制板放置于模具中，固定定位件；设置热压整平参数，进行压合；压合结束进行冷却，完成粘接。本发明的粘接模具，模具上设计有与冷板印制板上固定孔对应的定位孔，在热压冷却过程中实现冷板印制板的定位，避免了热压冷却过程中冷板印制板相对位置的偏移，提高了成品率，该模具设计合理，结构简单。

Description

一种冷板印制板的粘接模具及粘接方法

技术领域

本发明属于冷板印制板的粘接领域，涉及一种冷板印制板的粘接模具及粘接方法。

背景技术

冷板印制板由冷板(又名导热板)与印制板粘接而成，具有优异的散热性能和尺寸稳定性，在航空、航天、汽车、通信等电子产品中得到了广泛的应用。目前，冷板印制板通用的制作方法为：采用聚酰亚胺胶膜为粘接介质，利用平板压机在高温高压的作用下将冷板与印制板粘接而成。由于铝质冷板与环氧基印制板的热膨胀系数不同(铝约为25ppm/℃，环氧基印制板约为15ppm/℃)，这导致压合粘接后的冷板印制板温度降至室温后产生翘曲，影响产品后续装焊，如图1所示。同时在高温压合过程中，冷板和印制板会产生相对滑移，导致粘接后的冷板印制板对位不正，如图1所示，产品报废。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种冷板印制板的粘接模具及粘接方法，从而有效解决冷板印制板热压冷却至室温时的翘曲和偏移问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种冷板印制板粘接模具，所述模具包括上模具，下模具和定位件；

所述上模具包括第一弧形表面和定位孔；

所述下模具包括第二弧形表面和定位凹槽；

所述定位孔和定位凹槽通过所述定位件活动连接；

所述第一弧形表面和第二弧形表面配合形成弧形腔体，所述弧形腔体与所述冷板印制板热压冷却后翘曲方向相反；

所述定位孔和定位凹槽与所述冷板印制板上的固定孔共轴设置。

优选的，所述第一弧形表面为弧凹下表面；所述第二弧形表面为弧凸上表面。

优选的，所述第一弧形表面和第二弧形表面的球面半径一致。

优选的，所述定位孔和定位凹槽的直径与冷板印制板上固定孔的直径一致。

优选的，所述定位件与定位孔和定位凹槽均间隙配合。

优选的，当上模具、冷板、胶膜、印制板和下模具依次压紧时，所述定位件的底端抵止所述定位凹槽的底面，所述定位件的顶端与所述上模具的上表面之间具有间隙。

优选的，所述上模具和下模具的材质为硬铝金属。

优选的，所述定位件采用销钉、螺钉或螺栓中的至少一种。

优选的，所述上模具的上表面和下模具的下表面均为水平平面。

一种冷板印制板的粘接方法，采用权利要求上述的模具通过以下步骤进行粘接：

S1：将冷板、胶膜以及印制板的安装孔对位，并从上到下依次堆叠设置；

S2：将S1中假接后的冷板印制板放置于所述的模具中，定位件从上到下依次穿过定位孔，未热压的冷板、胶膜和印制板的固定孔以及定位凹槽；

S3：设置热压整平参数，对S2中上模后的冷板印制板进行热压粘接，得到热压后的冷板、胶膜和印制板；

S4：对S3中压合结束的冷板印制板进行冷却，完成粘接，得到冷却后的冷板、胶膜和印制板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种冷板印制板粘接模具，根据冷板和印制板热膨胀系数的差异大小，设计与冷板印制板热压冷却后翘曲方向相反的为具有一定弧度的模具，使冷板印制板热压后，形成反向的预翘曲，使热压冷却后的冷板印制板呈平整状态，同时模具上设计有与冷板印制板上固定孔对应的定位孔，在热压冷却过程中实现冷板印制板的定位，避免了热压冷却过程中冷板印制板相对位置的偏移，提高了成品率，该模具设计合理，结构简单。

进一步的，第一弧形表面为弧凹下表面，第二弧形表面是弧凸上表面，使得操作更加便捷。

进一步的，第一弧形表面和第二弧形表面的球面半径一致，可保证冷板印制板压合的紧实度以及平面的平整度，提高产品的成品率。

进一步的，定位孔和定位凹槽的直径与冷板印制板上固定孔的直径一致，可使操作过程更加便捷，更好实现定位作用。

进一步的，定位件与定位孔和定位凹槽均间隙配合，使得在压合过程中，定位件可以在定位孔和定位凹槽内调节位置，降低定位件与定位孔和定位凹槽之间的摩擦力，实现冷板印制板的有效压实。

进一步的，当上模具、冷板、胶膜、印制板和下模具依次压紧时，所述定位件的底端抵止定位凹槽的底面，定位件的顶端与上模具的上表面之间具有间隙，可以保证上模具完全贴合并压实冷板印制板，实现良好粘接。

进一步的，上模具和下模具均采用硬铝金属材料，该材料易于加工且成本可控。

进一步的，上模具的上表面和下模具的下表面均为水平平面，可以使压合过程中上模具与下模具完全压紧冷板印制板，实现冷板与印制板之间的良好粘接。

本发明还提供一种冷板印制板的粘接方法，该方法方便快捷，采用本发明的具有弧度的模具实现冷板印制板的压合粘接，保证了热压冷却后冷板印制板的翘曲。粘接过程中，使定位件穿过定位孔，未热压的冷板、胶膜和印制板的固定孔以及定位凹槽，实现冷板印制板的定位，避免了热压冷却过程中，冷板印制板的偏移。

附图说明

图1为现有技术中热压粘接冷却后冷板印制板的翘曲示意图；

图2为现有技术中热压粘接冷却后冷板印制板的偏移示意图；

图3为上模具的俯视图；

图4为上模具的主视图；

图5为上模具的左视图；

图6为下模具的仰视图；

图7为下模具的主视图；

图8为下模具的左视图；

图9为热压前模具及冷板印制板剖面图；

图10为热压过程中模具及冷板印制板剖面图；

图11为冷却后模具及冷板印制板剖面图。

图中：1、上模具，2、下模具，3、定位件，11、第一弧形表面，12、定位孔，21、第二弧形表面，22、定位凹槽，5、固定孔，410、未热压的冷板，420、未热压的胶膜，430、未热压的印制板，410、热压后的冷板，420、热压后的胶膜，430、热压后的印制板，412、冷却后的冷板，422、冷却后的胶膜，432、冷却后的印制板。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图3-8所示，一种冷板印制板粘接模具，模具包括上模具1，下模具2和定位件3。上模具1包括第一弧形表面11和定位孔12。本实施例中，如图4-5所示，第一弧形表面11为弧凹下表面，上模具1的上表面为水平平面。下模具2包括第二弧形表面21和定位凹槽22。本实施例中，如图7-8所示，第二弧形表面21是弧凸上表面，下模具2的下表面均为水平平面。第一弧形表面11和第二弧形表面21的球面半径一致，可配合形成弧形腔体，弧形腔体与所述冷板印制板热压冷却后翘曲方向相反，在压合过程中，可以形成与原来冷板印制板翘曲方向相反的反向预翘曲，冷却后可以保证冷板印制板的平整度。上模具1和下模具2采用容易加工的硬铝金属材料进行制作。

定位孔12和定位凹槽22与冷板印制板上的固定孔5共轴设置，实现冷板印制板的定位。定位件3与定位孔12和定位凹槽22均间隙配合，实现定位孔12和定位凹槽22通过定位件3的活动连接，使得在压合过程中，定位件可以在定位孔和定位凹槽内调节位置，降低定位件与定位孔和定位凹槽之间的摩擦力，实现冷板印制板的有效压实。另外定位孔12和定位凹槽22的直径与冷板印制板上固定孔5的直径可以设置为一致，方便定位件的插入，使得操作过程方便快捷。同时，当上模具1，冷板411，胶膜421，印制板431和下模具2依次压紧时，定位件3的底端抵止定位凹槽22的底面，定位件3的顶端与上模具1的上表面之间具有间隙，可以避免压合过程中定位件3的顶端凸出上模具的上表面，保证上模具完全贴合并压实冷板印制板，实现冷板印制板的良好粘接。本实施例中定位件3采用销钉，也可以采用螺钉或螺栓等实现该定位功能的其他部件。

如图9-11所示，一种冷板印制板的粘接方法，采用上述的模具通过以下步骤进行粘接：

a.模具制作

上、下模具材料使用硬铝等容易加工的金属材质。按照图3-8进行加工。本实施例中上模具凹面超下，球面半径约为75m，按照冷板印制板装订孔的位置和大小在上模具加工相应的定位孔(例如φ3.0mm)。下模具凸面朝上，球面半径约为75m，同样按照冷板印制板装订孔的位置和大小在下模具加工相应的定位孔(例如φ3.0mm)。

b.胶膜制作

按照设计图纸，使用CAD等软件编辑粘接胶膜(聚酰亚胺胶膜)图形，对图形做-0.5mm的补偿。然后使用激光切割机或刻字机将胶膜切割成形。

c.假接

用蘸有无水乙醇的无纺布清洁印制板、冷板的粘接面及胶膜表面。将冷板粘接面朝上，放置在通风橱台面上；把胶膜平铺在冷板上并对位；用注射器向冷板与胶膜的一个边的缝隙中注入适量丙酮，用刮板刮平并轻轻按压3-5s；从对边揭开胶膜，提起冷板，使胶膜自然垂下，用喷壶向与冷板相对的胶膜表面喷涂丙酮，使胶膜表面均匀润湿；胶膜朝上将冷板平放在工作台面，用刮板轻轻将胶膜铺平。将印制板粘接面朝上，在冷板的胶膜面均匀喷涂丙酮，静置5s-10s；将冷板与印制板对位，检查四周及安装孔对位情况，合格后用燕尾夹夹持四边，10min后去掉燕尾夹，将粘接的冷板印制板平放在桌面，上下垫塑料垫片，上方压10Kg-15Kg压块，静置4h～6h。假接过程中将冷板、胶膜以及印制板的安装孔对位，并从上到下依次堆叠设置。

d.上模

如图9所示，将假接后的冷板印制板放置于上述的模具中，冷板朝上，印制板朝下，使定位件3从上到下依次穿过定位孔12，未热压的冷板410、胶膜420和印制板430的固定孔以及定位凹槽22，是定位件对未热压的冷板410、胶膜420和印制板430进行定位。本实施例中定位孔11与定位凹槽21的直径一致，定位件3可以是比定位孔11，定位凹槽21直径小0.1mm的销钉，并用该销钉将上、下模具及冷板印制板固定。

e.热压

设置热压整平参数，即压合温度120-140℃，时间1.5-2.5h，压力0.4-0.42MPa。如图10所示，对上模后的冷板印制板进行热压粘接，得到热压后的冷板411、胶膜421和印制板431。

f.冷却

压合结束后，立即打开仓门，冷却至室温再释放压力，完成粘接。如图11所示，得到冷却后的冷板412、胶膜422和印制板432。用该方法得到的冷板印制板表面平整，翘曲度小于0.5％，满足GJB 362B-2009《刚性印制板通用规范》，且冷板印制板相对位置未发生偏移，有效提高产品良品率。

Claims (10)

1.一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述模具包括上模具(1)，下模具(2)和定位件(3)；

所述上模具(1)包括第一弧形表面(11)和定位孔(12)；

所述下模具(2)包括第二弧形表面(21)和定位凹槽(22)；

所述定位孔(12)和定位凹槽(22)通过所述定位件(3)活动连接；

所述第一弧形表面(11)和第二弧形表面(21)配合形成弧形腔体，所述弧形腔体与所述冷板印制板热压冷却后翘曲方向相反；

所述定位孔(12)和定位凹槽(22)与所述冷板印制板上的固定孔(5)共轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述第一弧形表面(11)为弧凹下表面；所述第二弧形表面(21)为弧凸上表面。

3.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述第一弧形表面(11)和第二弧形表面(21)的球面半径一致。

4.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述定位孔(12)和定位凹槽(22)的直径与冷板印制板上固定孔(5)的直径一致。

5.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述定位件(3)与定位孔(12)和定位凹槽(22)均间隙配合。

6.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，当上模具(1)、冷板(411)、胶膜(421)、印制板(431)和下模具(2)依次压紧时，所述定位件(3)的底端抵止所述定位凹槽(22)的底面，所述定位件(3)的顶端与所述上模具(1)的上表面之间具有间隙。

7.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述上模具(1)和下模具(2)的材质为硬铝金属。

8.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述定位件(3)采用销钉、螺钉或螺栓中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种冷板印制板粘接模具，其特征在于，所述上模具(1)的上表面和下模具(2)的下表面均为水平平面。

10.一种冷板印制板的粘接方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的模具通过以下步骤进行粘接：

S1：将冷板、胶膜以及印制板的安装孔对位，并从上到下依次堆叠设置；

S2：将S1中假接后的冷板印制板放置于所述的模具中，定位件(3)从上到下依次穿过定位孔(12)，未热压的冷板(410)、胶膜(420)和印制板(430)的固定孔(5)以及定位凹槽(22)；

S3：设置热压整平参数，对S2中上模后的冷板印制板进行热压粘接，得到热压后的冷板(411)、胶膜(421)和印制板(431)；

S4：对S3中压合结束的冷板印制板进行冷却，完成粘接，得到冷却后的冷板(412)、胶膜(422)和印制板(432)。

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