一种超薄VC散热片、上下盖合盖方法及点焊固定工装

技术领域

本发明涉及电子芯片技术领域，尤其是一种超薄VC散热片、上下盖合盖方法及点焊固定工装。

背景技术

随着微电子技术以及5G的应用，芯片要求更高性能、更高密度、更加智慧，以及芯片的集成度、封装密度以及工艺不断提高，芯片功耗越来越大。同时移动电子产品的外形越来越薄越来越小，其内部散热产品能分配空间急剧压缩，迫切需求采用厚度更薄的产品满足热传导要求，因此对超薄VC的厚度要求越来越严格，目前传统超薄VC已经无法满足高端产品生产需求，亟需量产厚度更薄、材质硬度更高的产品，超薄不锈钢VC应运而生。但因原材厚度减小以及材质硬度增加，造成的产品上下盖合盖不匹配、错位偏移问题越来越明显，已经严重影响产品设计精度以及产品生产良率。

如图1所示，原有纯铜VC的部分生产工艺为：VC下盖涂焊膏→VC下盖放入烧结载具上、组装治具内→VC上盖放入组装治具内→将组装治具的压盖盖合按压→移除组装治具→钎焊焊接。上述工艺“移除组装治具”后由于纯铜VC上下盖质软，焊膏所具有的较低的粘结性能初步粘接住上下盖，上下盖不易发生分离或位移。然而如果采用相同工艺生产超薄不锈钢VC，生产中因厚度减小以及材质硬度增加，VC上下盖的注水口处易出现上下盖分离偏移等状况。

上下盖合盖偏移造成影响如下：

1、尺寸不良；

2、外观不良；

3、效能不良——因上下盖偏移错位，宜造成上下盖钎焊用铜膏高温熔化后平铺区域减小，极易造成铜膏扩散入散热VC腔体内部，对内部毛隙结构造成污染，影响最终效能。

发明内容

本发明的目的是：提供一种超薄VC上下盖合盖方法，用于解决上述技术问题的中的至少一个。

本发明采用的技术方案如下：

一种超薄VC上下盖合盖方法，包括以下步骤：

S1下盖板涂铜膏；

S2下盖板和上盖板依次放入单穴点焊治具，然后进行点焊；

S3步骤S2中点焊后得到的产品放入固定治具，盖板治具按压固定治具，然后进行钎焊焊接，实现VC上盖和VC下盖的合盖。

进一步的，所述超薄VC上下盖的厚度为小于0.3mm。

进一步的，所述上下盖包括注水口前端，步骤S2中的点焊位置位于上下盖的注水口前端。

进一步的，所述点焊的工艺参数为：电流10A，焊接时间30周波，压力0.165±0.005Mpa。

进一步的，所述点焊的面积大小为1.0-2.0mm

进一步的，所述点焊步骤中焊接机的上电极和下电极的材质均为铜电极和钨钼合金。

上述超薄VC上下盖合盖方法制备得到的超薄VC合盖产品。

本发明中还有一个目的是：提供一种用于上述超薄VC上下盖合盖方法的点焊固定工装，包括机台固定座和固定安装在机台固定座上的VC上下盖固定治具，所述VC上下盖固定治具上开对称有用于取放VC上下盖的豁口。

进一步的，所述机台固定座包括对称设置的固定底座，每块固定底座上设置有支撑块，所述VC上下盖固定治具与两块支撑块之间分别通过螺栓连接，豁口位于支撑块正上方。

进一步的，所述支撑块与固定底座之间设置有垫块，所述垫块成L型，垫块的侧面上还有至少2个固定孔，所述支撑块上开有腰型孔，安装后，垫块的底面与支撑块的下表面贴合，垫块的侧面位于垫块的内侧且与支撑块之间通过螺栓螺帽连接。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

本发明中VC上下盖定位治具采用单穴设计，可以有效避免机台加工公差积累，现有的多穴治具存在外形公差设计值±0.05mm(需考虑累积公差)，而本发明中的单穴治具外形公差设计值±0.02mm——精度明显增加。此外，由于采用单穴治具，降低了平面度要求，因为单穴上下盖定位治具对产品平面度要求不高，故不会出现因治具平面度要求高，实际制作无法满足，造成产品无法固定的状况。

采用本发明中的合盖方法以及工装，生产工艺防呆机制完善，生产效率提升了10％，由于增加了点焊固定动作，所以上下盖定位方式更加牢固，所以产品周转等管控要放宽，员工工作效率明显提升，且产品良率得到显著提升。

本发明中的合盖方法，适用于厚度低于0.3mm的超薄VC上下盖合盖，由于产品良率和工艺精度均显著提高，适合批量化生产。

附图说明

图1为现有的VC上下盖合盖工艺流程图。

图2为本发明中的超薄VC上下盖合盖工艺流程图。

图3为本发明中的用于上述超薄VC上下盖合盖方法的点焊固定工装的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图3的左视图。

图6为图3的主视图。

图7为固定治具和盖板治具的结构示意图。

图8为图7的仰视图。

图9为实施例1中的每日错位数量对比图。

图10为对比例1中的每日错位数量对比图。

图中：1机台固定座，101固定底座，102支撑块，103垫块，104固定孔，105腰型孔，2VC上下盖固定治具，3豁口，4上电极，5下电极，6固定治具，7盖板治具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2至图8，本发明中的超薄VC上下盖合盖方法，包括以下步骤：

S1下盖板涂铜膏，本发明中的铜膏为普通市售：中高温铜板材钎焊用铜焊膏。

S2下盖板和上盖板依次放入单穴点焊治具，然后进行点焊。

本发明中VC上下盖定位治具采用单穴设计，可以有效避免机台加工公差积累，现有的多穴治具存在外形公差设计值±0.05mm(需考虑累积公差)，而本发明中的单穴治具外形公差设计值±0.02mm——精度明显增加。此外，由于采用单穴治具，降低了平面度要求，因为单穴上下盖定位治具对产品平面度要求不高，故不会出现因治具平面度要求高，实际制作无法满足，造成产品无法固定的状况。

本发明中的上下盖包括注水口前端，注水口前端设置有，点焊位置位于上下盖的注水口前端。本发明中的点焊采用碰焊机焊接，使得上下盖在焊接点处粘结，由于在后续工序(注水口封口裁切)中最终注水口前端会被裁切掉，所以对产品外观不会造成任何影响。

本发明中的点焊的工艺参数为：电流100±0.1A，焊接时间30±1周波，压力0.165±0.005Mpa，点焊工艺如果低于这些参数，则会造成焊接不足，若高于这些参数，则会焊接穿透，影响VC的气密性，由于本发明中的是厚度低于0.3mm的超薄VC，所以，上述工艺参数的设置是需要付出创造性劳动的，并不是有限次实验就可以实现的。

本发明中的点焊的面积大小为1.0-2.0mm

本发明中点焊步骤中焊接机的上电极4和下电极5的材质均为铜电极和钨钼合金。电极作用是提供电流通道；而选取钨钼合金目的是：(1)避免因常规钨棒硬度大，造成焊接是产品受挤压后反向变形(2)使用寿命增加：钨钼合金在保持了相应的相当量的硬度同时，增加了电极韧性。

S3步骤S2中点焊后得到的产品放入固定治具6，盖板治具7按压固定治具，然后进行钎焊焊接，实现VC上盖和VC下盖的合盖。

具体的，所述超薄VC上下盖的厚度为小于0.3mm。

请参阅图3，本发明中的用于上述超薄VC上下盖合盖方法的点焊固定工装，包括机台固定座1和固定安装在机台固定座1上的VC上下盖固定治具2，VC上下盖固定治具2上开对称有用于取放VC上下盖的豁口3。机台固定座1包括对称设置的固定底座2，每块固定底座2上设置有支撑块102，VC上下盖固定治具2与两块支撑块102之间分别通过螺栓连接，豁口3位于支撑块102正上方。

此外，所述支撑块102与固定底座2之间设置有垫块103，垫块103成L型，垫块103的侧面上还有至少2个固定孔104，支撑块102上开有腰型孔105，安装后，垫块103的底面与支撑块102的下表面贴合，垫块103的侧面位于支撑块2的内侧且与支撑块102之间通过螺栓螺帽连接，垫块103与固定底座2之间通过螺栓螺帽连接。垫块103的结构设计，一方面对支撑块102起安装固定作用，便于支撑块102的安装和拆卸，另一方面，垫块103上开有至少2个固定孔104，固定孔104的具体数量根据实际使用需要而定，本申请中不再赘述。配合支撑块102上的腰型孔105，可以根据实际使用需要调节机台固定座1的安装高度，从而提高点焊的操作便利性。

实施例1

材料：超薄VC

本实施例中的超薄VC上下盖合盖方法，超薄VC上下盖的厚度为小于0.3mm(验证产品实际厚度0.28mm)，包括以下步骤：

S1下盖板涂铜膏(铜膏用量0.075±0.005g)；

S2下盖板和上盖板依次放入单穴点焊治具，然后进行点焊，上下盖包括注水口前端，点焊位置位于上下盖的注水口前端。点焊的工艺参数为：电流10±0.1A，焊接时间30±1周波，压力0.165±0.005Mpa，点焊的面积大小为1.0-2.0mm

S3步骤S2中点焊后得到的产品放入固定治具，盖板治具7按压固定治具，然后进行钎焊焊接，实现VC上盖和VC下盖的合盖。

对实施例1中制得的超薄VC合盖产品进行为期8天的连续抽检，具体抽检数量以及错位数量和错位比例见表1

表1

图9为实施例1中的每日错位数量对比图。

由表1和图9中的数据可知，本发明中的偏移错位不良率显著降低，且偏移错位不良每日占比高低偏差较小，说明了防呆机制完善，对员工的专业度要求降低。

对比例1

材料：SUS316不锈钢

特点：材质硬度高，前工序制作中变形量较大，影响上下合盖良率，极易出现错位偏移不良状况。

合盖工艺流程如图1所示，并在一段时间对其所制得的产品进行跟踪抽检，具体抽检数量以及错位数量见表2。

表2

图10为对比例1中的每日错位数量对比图。

由表2和图10中的数据可知，对比例1中的偏移错位不良率极高；偏移错位不良每日占比高低偏差较大——说明极其依赖员工专业度、熟练度(防呆机制差)。

由实施例1和对比例1中的数据可知，行业多应用上下盖合盖方式：通过产品外形进行平面固定，以及铜膏黏性对上下盖的吸附作用，进行简单的上下盖结合管控优点：工艺简单，极易快速生产及产量提升。

缺点：1.因CNC外形加工公差以及同一平板多穴位累计加工公差累计问题造成上下盖合盖偏移量相对较大，且不同

2.因加工面积较大，治具平面度精度不高，单层上下盖厚度较薄极易出现因平面度变形，治具无法对上下盖进行管控现象。

而本发明中的合盖方法克服了上述缺陷。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的权利方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。