本发明专利技术公开了一种针式散热基板的精加工工艺及辅助针治具，对针式散热基板的锻压后板材进行精加工，工艺过程中采用辅助针治具来固定板材，治具结构包括基架、多个小框架和紧固件，可以实现精加工过程中板材平面的准确定位，并解决精加工工艺对散热基板上针柱带来的损伤问题。采用本发明专利技术的精加工工艺及辅助针治具，得到的板材各部分结构尺寸一致性好，表面质量好，能够实现针式散热基板产品的高质量批量加工，进而提升其下游功率模块产品的整体散热效率和工作可靠性。热效率和工作可靠性。热效率和工作可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种针式散热基板的精加工工艺及辅助针治具
[0001]本专利技术涉及一种功率模块针式散热基板的精加工工艺及辅助针治具，属于功率半导体封装制造领域。
技术介绍
[0002]功率半导体模块在新能源汽车、光伏发电、风力发电等领域广泛应用，随着模块的功率密度不断提升，其热管理结构也随之发展，从传统的间接式液冷散热逐渐向直接式液冷散热过渡，针式散热基板产品应运而生，其体积小，与功率模块直接相连，非常适用于散热需求高且应用环境条件较为苛刻的场合。而针式散热基板的加工精度和产品质量对于功率模块的散热效率有着至关重要的影响。
[0003]在针式散热基板的制造工艺中，需要通过精加工得到光滑平整的基板表面，用于后续工艺中与功率模块进行焊接互连。精加工工艺中需要将锻压后的板材固定在所需平面，现有技术中通常会将针式散热基板的部分针柱插入治具预留孔中用以固定，然而这在精加工过程中容易造成针柱表面的损伤和划痕，极大地影响产品质量。因此本专利技术提出在锻压时设计制造工艺辅助针，在精加工工艺中通过辅助针治具对板材进行固定，实现针式散热基板的高质量加工。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于改进针式散热基板的加工质量，为此提出一种针式散热基板的精加工工艺及辅助针治具，在精加工过程中将锻压后板材的辅助针插入治具中小框架上对应位置的插孔，通过紧固件在水平面内的夹紧作用，以及插孔壁上微凸台在垂直面内的固定作用，使板材稳定在所需平面内进行后续机床工艺，同时避免工艺给板材上针柱阵列带来损伤或划痕，能够改善针式散热基板的加工精度，提高产品表面质量。
[0005]所述的辅助针治具包括基架、多个小框架和紧固件，每个小框架分别通过紧固件固定在基架上；其特征在于，所述小框架的中间为容纳散热基板的凹槽，小框架的四周为边框，边框和凹槽交界处设置有辅助针插孔，边框上设置有多个定位凸点。
[0006]具体的，每个小框架安装于同一个水平面，呈阵列排布。
[0007]具体的，所述小框架中间凹槽的尺寸略大于所要加工的针式散热基板上针柱阵列外边缘的尺寸；小框架上的辅助针插孔的位置与针式散热基板上的辅助针对应一致。
[0008]具体的，所述辅助针插孔在凹槽两侧对称排列，每列插孔等间距排列。
[0009]具体的，所述辅助针插孔为圆柱形，其孔壁上向外制作有多个微凸台。
[0010]具体的，所述多个微凸台在孔壁上交错排列。
[0011]本专利技术所述的针式散热基板的精加工工艺包括以下步骤：
[0012]步骤1：对板材进行锻压，锻压后的板材形态包括底板、针柱阵列和辅助针；所述辅助针制作在底板上，与针柱阵列同侧，对称分布在针柱阵列区域周围；
[0013]步骤2：将锻压后板材针柱阵列一侧朝下，放置在辅助针治具的小框架内，每根辅
助针对应插入辅助针治具上对应位置的辅助针插孔内；
[0014]步骤3：调整紧固件，将小框架与基架固定在一起，紧固件在水平方向将小框架与基架夹紧；
[0015]步骤4：按照预设程序操作机床，去掉锻压后板材上的加强筋，在预设位置上铣出焊接凸点，在板材边缘钻好安装孔。
[0016]本专利技术具有如下优点：
[0017]1、本专利技术在针式散热基板的针柱阵列区域以外制作有工艺辅助针，通过辅助针治具在精加工工艺中，将锻压后板材固定于所需平面，改善加工精度的同时，解决了针柱损伤问题，进而提高针式散热基板的产品质量。
[0018]2、本专利技术除通过紧固件将小框架与基架在水平面上固定以外，还在辅助针插孔壁上制作有微凸台，能够在垂直方向固定板材位置，实现精加工工艺过程中的加工精度和稳定性。
附图说明
[0019]图1是本专利技术所要制作的针式散热基板产品的剖面结构示意图。
[0020]图2是针式散热基板产品的平面结构示意图。
[0021]图3是现有技术中所使用的治具的立体结构示意图。
[0022]图4是图3治具上小框架的局部放大图。
[0023]图5是本专利技术实施例中锻压后板材的平面结构示意图。
[0024]图6是本专利技术实施例中辅助针治具的立体结构示意图。
[0025]图7是图6辅助针治具中小框架的局部放大图。
[0026]图8是辅助针治具中基架的剖面结构示意图。
[0027]图9是本专利技术实施例中辅助针治具的辅助针插孔的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0029]本专利技术用于功率模块热管理结构中的针式散热基板的加工。这种针式散热基板10的产品结构如图1、2所示，包括底板101和针柱阵列102两部分。图2中，底板101上制作有3组焊接凸点103，每组4个，以及多个安装孔104，用于后续装配时与功率模块进行可靠连接。要制作这种针式散热基板，首先要按照产品结构设计模具，将金属基材锻压后，再进行精加工，包括去除加强筋、制作焊接凸点103及安装孔104。
[0030]现有技术中，通常将得到的锻压后板材固定在如图3，4所示的治具20上，该治具20包括基架41、多个小框架42和紧固件43，小框架42通过紧固件43固定于基架41上。
[0031]其中，每个小框架42包括多个产品针插孔221、凹槽422、边框423和多个定位凸点424，如图4所示。锻压后板材上的部分针柱102插入治具20上小框架边框423上预留的产品针插孔221中，用以在后续的精加工工艺中固定板材。采用这种固定方式，通常会在精加工过程中，由于机床刀具和治具紧固件43在针柱102上的作用力，引起针柱102不同程度的压伤或者在针柱102表面造成划痕等问题，影响产品表面质量。
[0032]本专利技术提出了利用一种辅助针治具40来进行针式散热基板精加工的方法。首先需
要改变锻压模具的形状，使得锻压模具在板材30上针柱阵列102的同一侧，针柱阵列102周围，制作出多根工艺辅助针301，辅助针301位置和数量根据散热基板的尺寸大小来调整。图5所示实施例中制作了6根辅助针301，对称分布在针柱阵列102区域的两侧，每侧3根辅助针301沿X方向等间距排列，控制好位置精度可以提高板材30在粗铣加工时的受力均衡性。在精加工过程中，将锻压后板材30的针柱阵列102一侧朝下，安装到辅助针治具40上。本专利技术的辅助针治具40的结构如图6～8所示，包括基架41、阵列排布的小框架42以及紧固件43，其中每个小框架42尺寸相同，通过紧固件43固定在基架41上，所有小框架42安装于同一个水平面。
[0033]如图7所示，小框架42的中间为容纳散热基板的凹槽422，小框架42的四周为边框423，边框423和凹槽422交界处设置有辅助针插孔421，边框423上设置有多个定位凸点424。
[0034]图6中，辅助针治具40上的4个小框架42在水平面内布局为两排两列。小框架42上凹槽422的尺寸略大于针式散热基板的针柱阵列102的外边缘尺寸；每个小框架42的边框423上制作有6个辅助针插孔421，位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针式散热基板的辅助针治具，包括基架(41)、多个小框架(42)和紧固件(43)，每个小框架(42)分别通过紧固件(43)固定在基架(41)上；其特征在于，所述小框架(42)的中间为容纳散热基板的凹槽(422)，小框架(42)的四周为边框(423)，边框(423)和凹槽(422)交界处设置有辅助针插孔(421)，边框(423)上设置有多个定位凸点(424)。2.根据权利要求1所述的针式散热基板的辅助针治具，其特征在于，每个小框架(42)安装于同一个水平面，呈阵列排布。3.根据权利要求1所述的针式散热基板的辅助针治具，其特征在于，所述小框架(42)中间凹槽(422)的尺寸略大于所要加工的针式散热基板上针柱阵列外边缘的尺寸；小框架(42)上的辅助针插孔(421)的位置与针式散热基板上的辅助针对应一致。4.根据权利要求1所述的针式散热基板的辅助针治具，其特征在于，所述辅助针插孔(42...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓波，鲍婕，周斌，肖内，张俊武，
申请(专利权)人：黄山谷捷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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