插片散热器制造方法及其制作装置与流程

本发明属于电子散热器制造技术领域，具体是涉及一种插片式电子散热器的制造方法及其专用制造装置。

背景技术：

电子散热器广泛应用于晶体管、集成电路和LED照明等元器件的散热，通用的散热器是先传导吸收元器件的热量，再通过空气对流，将热量散发到周围环境中，其对流散热的能力与气体对流系数和散热面积成正比，增加散热器的面积是提高散热能力的有效途径，因此，鳍片式散热器得到了广泛应用。

传统鳍片式散热器多采用铝质材料，通过铸造或挤压成型方法一次成型制作，受工艺影响，鳍片的高度和间距比不能太大，散热效果差。为提高鳍片的高度和间距比，增强散热效果，产生了插片式散热器，它先是将散热器基板和鳍片分别制作成型，并在基板上开设若干槽沟后，再将鳍片与基板紧固连接在一起。由于鳍片和基板是分别加工制作，组装后鳍片的高度和间距比可以做到达到足够大。但这种插片式散热器存在的不足是：鳍片与基板的连接为铆接，由于鳍片和基板槽沟总是存在形状差异，且鳍片和基板槽沟表面存有加工毛刺，鳍片和基板结合部不可避免的存有不规则缝隙，缝隙中存有空气，在鳍片与基板连接处产生较大的接触热阻，影响热量从基板向鳍片传导，不利于散热。为缩小鳍片与基板连接处的接触热阻，有的采用焊接的方法，将鳍片与基板采用点焊或条焊进行焊接，这种方法不仅费工费力，工作效率低，制作成本高，而且难以根本消除鳍片和基板结合部间缝隙，处理效果差。也有的试图从鳍片和基板槽沟接触面上解决接触热阻的问题，通过提高鳍片和基板槽沟表面的光滑度和配合度来缩小，相互间的热阻，但是处理难度大，工作效率低，而且效果不理想。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种简便快捷，且能有效降低插片与基板间热阻的散热器的制造方法及其专用的装置。

为解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：

A、开槽：在基板的板面上开设间隔设置的系列插接槽和挤压槽；

B、插接：将插接片插入插接槽内；

C、冲挤：利用冲板冲压挤压槽，使槽体分别向两侧挤压插接片，以缩小插接片与插接槽间的间隙；

D、电热严缝：在冲挤结束前，对基板和插接片间施以瞬间电位差，分别利用基板和插接片作为电路两极，在基板和插接片相接的界面间产生瞬时大电流。

所述电热严缝步骤中，其基板和插接片间的瞬时电流为每平方毫米10-50安，通电持续时间为0.2-1.5秒，通电最迟在冲挤完成时结束。

本发明用于插片散热器制造方法的装置，包括架体和升降架，所述升降架与架体滑动连接，升降架上设有冲压板，架体底部设有支撑台体，其结构特点是架体上还设有控制升降架运行的冲压器，还设有严缝装置，所述严缝装置包括电连接的加热电源、控制装置和极板，所述极板包括基极和插片极，且基极和插片极分别与基板和插接片活动电连接；基极和插片极与加热电源电连接。

所述控制装置包括位置感应开关、放大整形器和时间继电器；所述位置感应开关设在架体上且用于感应接收升降架动作信号，放大整形器与加热电源间设有时间继电器。

所述加热电源包括电连接的整流器、开关继电器、变压器和电容器，时间继电器与开关继电器的控制电路连接，整流器接有电源线，极板与变压器连接。

所述台体上面设有绝缘板，台体侧面设有基极夹持装置，所述基极夹持装置上设有活动夹头和加压螺栓，基极与活动夹头连接，基极与活动夹头间设有绝缘垫。

所述插片极包括连成一体的板座、导电板、弹性垫和限位板，所述导电板上设有系列外接极，限位板上设有空格，导电片上的外接极与空格配合相接。

所述导电板上的外接极为爪状或凸棱状。

所述架体上设有用于控制插片极摆转的插片极控制装置，所述插片极控制装置包括连臂、轴柄、扳手和拉簧；所述连臂两端分别与插片极和轴柄连接，轴柄与架体活动连接，扳手与轴柄连接，拉簧两端分别与架体及连臂连接。

本发明制造方法包括开槽、插接、冲挤和电热严缝步骤。电热严缝是在冲挤步骤结束前，在基板和插接片间施以瞬间电位差，并利用基板和插接片分别作为电路两极，在基板和插接片相接的界面间瞬时放电，产生短时大电流。基板和插接片相接部分，温度瞬间升高，相接表面快速融化、冷却后，相接面焊接在一起，不仅连接牢固，不易松动，而且能有效消除接触界面间热阻，提高插片导热系数。利用短时大电流进行加热严缝，相对于现有制作方法，具有操作安全，简便快捷，工作效率高的特点。同时，使用这种严缝方法，对基板和插接片相接部分表面要求低，能降低生产成本。电热严缝包括电连接的加热电源、控制装置和极板，极板包括分别与基板和插接片活动式电连接的基极和插片极；控制装置通过位置感应开关检测升降架的位置状态并控制两个极板的通断电，同时利用时间继电器的延时功能控制通电时间，从而可灵活控制加热时间，电源输出端与基极和插片极电连接，结构简单，便于操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明整体示意图；

图2是本发明冲挤严缝装置侧面图；

图3是本发明插片极横向剖视图；

图4是本发明导电板示意图；

图5是本发明导电板另一实施例示意图；

图6是本发明插片极纵向剖视图；

图7是本发明插片与插接槽严缝前后连接剖视图；

图8是本发明冲挤严缝装置电路连接示意图。

具体实施方式

用于制造铝质插片散热器的方法，包括开槽、插接、冲挤和电热严缝工艺步骤；首先利用开槽设备在铝基板5的一个板面上开设系列间隔设置的插接槽51和挤压槽52。然后将插接片6插接在插接槽51内，插接片6与基板5连接后，利用冲板22冲压挤压槽52，使槽体分别向两侧挤压插接片6，以缩小插接片6与插接槽51间的间隙，在冲挤结束前，进行电热严缝操作，利用外接电源在基板5和插接片6间短时间内施以电位差，使基板5和插接片6分别作为电路两极，在基板5和插接片6相接的界面间产生瞬时大电流,并使相接界面变软。基板和插接片间的瞬时电流为每平方毫米10至12安的电流，通电持续时间为1.2至1.5秒。

基板5和插接片6间的通电电流大小与通电时间可随时调整，以避免基板5和插接片6相接的界面温度过高或过低，影响基板5和插接片6间的连接。对于插接片6个数较多，或者是接触面较为粗糙的散热器，通电电流可为每平方毫米40至50安，通电时间为0.2至0.5秒，通电在冲挤前完成，有利于插接片6与插接槽51的压合。另外对于厚度较薄的插接片6，通电电流可为每平方毫米20至30安，通电时间为0.8至1秒，通电与冲挤可时完成。

参照图1和2所示，本发明插片散热器制造的装置，包括：一钢制四柱架体1，所述架体1底部设有独立的支撑台体11，支撑台体11用于放置基板5，并对基板5起支撑作用，以便在冲挤时保持稳定。架体1上部设有升降架2，升降架2可沿架体1上、下移动；架体1的支柱上设有滑槽13，所述升降架2的四个端头与架体1上的滑槽13滑动连接。架体1顶部设有控制升降架2运行的冲压器21，所述冲压器21为高压气缸或油缸，其缸柱与升降架2连接，缸柱伸缩带动升降架2沿架体1上、下快速运动。升降架2底部设有若干相互平行的冲压板22，冲压板22与升降架2活连接，以便于根据不同要求及时进行更换。为防止冲挤时，冲压板22与插接片6发生放电，在冲压板22与升降架2之间设有绝缘介质，使冲压板22与升降架2之间保持电绝缘。本发明制作装置还设有严缝装置，所述严缝装置包括电连接的加热电源41、控制装置42和极板43。所述极板43包括基极431和插片极432，且基极431和插片极432分别与基板5和插接片6活动电连接。基板5和插接片6连接后，整体置于支撑台体11上，基极431和插片极432再分别与基板5和插接片6连接。基极431与基板5面面紧密相接，插片极432与所有插接片6端头同时保持紧密相接。加热电源41为低电压大电流电源，加热电源41至少包括一变压器413，由变压器413输出5-10伏低压电流，变压器413两输出端分别与基极431和插片极432连接，控制装置42可控制电源的启闭。

优选的是控制装置42由位置感应开关44、放大整形器45和时间继电器46组成；所述位置感应开关44主体设在架体1上，对应的在升降架2上设有位置可调的信号端头，位置感应开关44主体接受升降架2的动作信号后发出开关信号，感应开关依次与放大整形器45和时间继电器46电连接。放大整形器45用于对开关信号进行放大和整形，时间继电器46为延时继电器，当信号到来时闭合，延时一段时间后，自动断开。

加热电源41由电连接的整流器411、开关继电器412、变压器413和电容器414组成。开关继电器412与整流器411、变压器413和电容器414连接，用于控制电容器414的充电和放电。时间继电器46与开关继电器412的控制电路连接，向开关继电器412传送放电信号。整流器411接有380伏电源，用于对电容充电。加热时电容对变压器413放电。由变压器413将电容器上储存的500V以上放电电流变为5-10V伏的低压电流。

为避免在严缝冲挤时，架体1带电造成的冲压板22与插接片6放电问题，在台体11上面设有绝缘板12，一方面有利于绝缘隔离基板5与基极431连接后的漏电，同时还有利于缓冲冲挤时的撞击。台体11两侧面分别设有一基极夹持装置3，所述基极夹持装置3上设有活动夹头31和加压螺栓32，基极431与活动夹头31连接，加压螺栓32能确保基极431基板5紧密相接，有利于通电加热时电流均衡导通，确保每条插接片6与基板6的紧密连接。基极431与活动夹头31间设有绝缘垫33。

参照图3至图6所示实施例，插片极432由板座435、导电板436、弹性垫437和限位板434组成；所述导电板436上设有系列外接极433，限位板434上设有空格438，导电片436上的外接极433与空格438配合相接。板座435、导电板436、弹性垫437和限位板434扣接组合后通过螺钉使其紧固连成一体，弹性垫437设在板座435和导电板436之间，有利于导电板436与各个插接片6的同时连接并保持良好电连接。导电板436和限位板434可随时进行更换，以便适应不同规格散热器严缝需要。导电板436上的外接极433用于与插接片6端头连接。图4所示外接极433呈爪状，具有一定的弹性变量，有利于各个外接极433与插接片6端头同时紧密相接。图5所示外接极433呈凸棱状，与导电板436连接的整体性强，外接极433不易因过热损毁。参照图6所示插片极432的板座435设有凹槽，弹性垫437和导电板436主体依次卡接在凹槽内，外接极433呈爪状，限位板434与板座435连接后，外接极433与限位板434的板肋439卡接，板肋439对外接极433起支撑作用，可减轻外接极433的变形。

参照图1至图6所示，在插接片6两端的架体1上分别设有用于控制插片极432摆转的插片极控制装置7，所述插片极控制装置7包括连臂71、轴柄72、扳手73和拉簧74。所述连臂71上下两端分别与插片极432和轴柄72连接，轴柄72与架体1活动连接，扳手73与轴柄72连接，拉簧74两端分别与架体1及连臂71连接。利用扳手73可控制插片极432与插接片6的连接，拉簧74起到加力的作用，有利于插片极432与插接片6的快速紧密连接，减少外接极433与插接片6接触时的大火现象，有利于各插接片6的通电加热，降低漏焊率。

图7所示为插接片6与插接槽51插接电热严缝前后放大示意图，电热严缝前，插接片6与插接槽51接触面加工毛刺多，接触不紧密，缝隙大。电热严缝后，经瞬时大电流加热，插接片6与插接槽51接触面间毛刺减小或祛除，经冲挤后，间隙缩小，相互间结合成一体状，有效降到了连接面间热阻。

参照图1和图8，本发明位置感应开关44采用接近感应开关，放大整形器45采用脉冲信号放大整形器，时间继电器46采用晶体管式时间继电器，开关继电器412为双触点开关继电器，整流器411采用380伏交流整流器，电容器414采用储能电容器，变压器413的输出电压为5-10伏。工作时，升降架2向下运行至一定位置，位置感应开关44就会发出脉冲电信号，脉冲电信号经放大整形后发送至时间继电器46，时间继电器46再向开关继电器412发出控制信号。其中，开关继电器412常闭触点是接通充电回路，也就是开关继电器、整流器和电容器组成的回路，开关继电器412的常开触点接头放电回路，也即开关继电器、电容器和变压器组成的回路；当开关继电器412接到时间继电器46发出的控制信号后，开关继电器412的常开触点接通，常闭触点断开，即充电回路断开，放电回路导通，由电容器414瞬间向变压器413放电，并通过极板使基板5和插接片6形成回路。时间继电器46延时结束后，开关继电器412的常开触点和常闭触点回到原始状态，充电回路导通，放电回路断开。位置感应开关44的安装位置可调，可根据不同要求，调整放电开始时间。时间继电器46为断电延时继电器，调节时间继电器46可调整加热持续的时间。