[發明專利]一種冷板組件的焊接方法

有效

• 申請號: 201910775664.8
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN110548947B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 秦鋼;皮華輝;劉祚全;劉冬洋;劉軒宇
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天險峰電子信息有限公司
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K1/008;B23K1/20;B23K3/08;B23K37/04
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 周磊

本發明公開了一種冷板組件的焊接方法，該冷板組件包括冷板基體、冷板蓋體、熱彎管和導熱指，該焊接方法包括以下步驟：1)鍍鎳：在冷板基體的第一凹槽內、冷板蓋體的第二凹槽內、熱彎管的中間部位、熱彎管的每一端、每個導熱指分別鍍上一層鎳層；2)涂錫：在步驟1)中的每個所述鎳層上分別涂上一層焊錫膏；3)裝配：將熱彎管嵌裝到冷板基體的第一凹槽內和冷板蓋體的第二凹槽內，將熱彎管的兩端分別嵌裝到一導熱指內，從而形成冷板裝配體；4)加熱：將步驟3)的冷板裝配體放入回流焊爐內進行回流焊。本發明通過對冷板組件進行鍍鎳和涂錫表面處理，使其上的金屬件可以采用低溫的錫鉛焊料進行焊接，保證其導熱性能及焊接質量。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，更具體地，涉及一種冷板組件的焊接方法。

背景技術

參照圖1a、圖1b,冷板組件是熱控模塊中一個重要零部件，冷板組件的冷板基體和冷板蓋體內嵌熱彎管，熱彎管連接TR模塊背部及導熱指，冷板基體與熱彎管、熱彎管與導熱指必須完全無縫可靠連接，有效地較少接觸熱阻，保證良好的傳熱效果。冷板組件對焊接質量及結構尺寸精度要求較高。

目前冷板組件焊接面臨的問題：

1)因為冷板組件整體呈三維空間結構，尺寸精度要求高，冷板焊后需保證其線性尺寸公差、角度和厚度，對焊接裝配和焊接變形的控制要求較高。

2)因為冷板組件的關鍵件熱彎管材質特殊，熱彎管表面是壁厚僅0.8mm 厚的銅，銅管內部的相變材料耐溫不能超過220℃，而冷板基體材質為鋁。鋁和銅之間若采用常規焊接，熔點至少600℃，遠超過熱彎管承受范圍。

而目前市面上常用的冷板焊接主要有真空釬焊。

真空釬焊是在真空密封爐中，進行抽真空后在真空環境下輻射加熱，通過低于母材熔點的焊料融化把不同的母材連接在一起的焊接方式。

真空釬焊接時對爐內真空度、溫度曲線的精確度和爐內有效加熱范圍內的靈敏度要求高，對零件的機械加工精度要求高，一般只進行同種材料的金屬的焊接。真空爐中釬焊是用輻射的方式將熱量傳到零件上，加熱時間較長，一般焊接程序是預抽真空、加熱、抽真空，保溫，降溫等，焊接時間長一般為4～6個小時，生產成本高。

真空釬焊時為保證真空度，不能焊接易揮發物質，否則加熱時易揮發物質會污染爐內加熱元件，積累到一定程度導致爐內真空度差，加熱元件需更換，否則不能保證焊接時焊料的有效熔化和完全鋪殿。

因此真空釬焊方法存在加工成本高、生產周期長的特點，不適合本公司產品鋁-銅冷板組件的焊接成形。必須采用一種高效、質量可控、低成本的焊接方法來保證冷板組件的成形。

3)若采用熔點為183℃的錫鉛焊接，首先鋁件無法進行錫鉛焊接，其次因為鋁件和銅管表面易氧化，而一旦出現氧化層則無法進行焊接。

4)因為錫鉛焊接需要使用焊劑增加潤濕性，但是如圖1a 、圖 1b 所示，熱彎管同基板和導熱脂之間均為密封空間，若采用常規錫鉛焊錫膏，焊接過程中焊劑揮發卻無法排出，勢必導致大量的焊接空洞，使熱彎管接觸不良，最終影響散熱。

5)因為是采用錫鉛焊料回流焊接純金屬結構件，其焊接曲線的設計完全不同于普通電路板的焊接，且焊接后的產品尺寸和表觀質量要求很高，采用何種焊接方式保證產品的質量可靠性是個難題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種冷板組件的焊接方法，其通過對冷板組件進行鍍鎳和涂錫表面處理，使其上的金屬件可以采用低溫的錫鉛焊料進行焊接，保證其導熱性能。