一种散热片激光清洗工艺

技术领域

本发明涉及一种散热片清洗工艺,特别涉及一种散热片激光清洗工艺。

背景技术

随着消费类电子产品，如手机、平板及手提电脑的不断发展，体积越来越小，功能越来越强，但随之而来的问题就是大功耗带来大的热量累积，需要及时将产品运行中产生的热量带出去，因此，电子产品的散热设计就显得尤为重要。

由于铜和铝具有优良的散热系数，因此目前电子产品的散热片多选用铜或者铝材质。但是铜和铝在自然环境中极易被氧化，由于氧化膜的存在会导致散热效果的降低，因此在现有产品生产装配时，一般会先对散热片铜或铝表面进行打磨清洗，同时，由于散热片生产工艺铝件、铜片、锡膏等分别组成，在铜片与铝件贴合过程锡膏融化、松香等溢出，松香、锡溢出影响产品器件的散热性及外观不良，也会影响散热膏附着力。必须对贴合后产品表面进行清洁处理，现有生产使用人力手动打磨处理，现有生产工艺一般采用砂纸或者海绵砂纸手动进行打磨，再使用酒精等进行清洗。

在小批量生产过程中，手工打磨没有太大的问题，但大批量生产采用人工制程，费时费力，人工及耗材成本高，效率低，且打磨清洗质量不稳定。

现有人力手工打磨主要存在以下问题：

人员劳动强度效大，工作效率低；

2、对操作人员技术要求较高；

3、人员手工产品打磨品质及外观，粗糙度一致较差；

4、锡膏溢出手工无法完全清除，需要另外清洗剂；

5、人工操作需要使用砂纸、手套及油石等耗材。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种可以有效去除表面氧化物、松香及其他污物等，满足效率和效果的要求，提高加工效率，制成成本低、对材质兼容性好的散热片激光清洗工艺。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括如下步骤：

①清除：采用大功率、高频率的激光对散热片进行清除，高频率配合合适的速度，保证一定的光斑重叠率，光斑重叠率 50%以上，有效清除散热片表面氧化物、松香及其他的污物；

②清扫：在完成步骤①大功率高频清洗之后，表面会因为功率和热量引起一定程度的发黄和氧化，此时采用定功率低频的激光对加工过的表面进行清扫，达到产品的外观及粗糙度要求。

进一步，步骤①、②中所使用的激光由光纤MOPA激光器产生。

进一步，所述光纤MOPA激光器的参数如下：波长 1070nm，功率 200W，峰值最高可达80KW，脉宽最小可到 200ps。

进一步，所述光纤MOPA激光器发出激光后经过可调变倍扩束镜扩束后，再依次经过高速振镜和石英透镜后到达加工产品表面，所述加工产品放置在产品放置平台上。

进一步，所述光纤MOPA激光器发出的光束质量M2<1.5。

附图说明

图1是清洗系统示意图；

图2是清洗前和清洗后的效果对比如图。

具体实施方式

在本实施例中，如图1所示，所述光纤MOPA激光器1发出激光后经过可调变倍扩束镜2扩束后，再依次经过高速振镜3和石英透镜4后到达加工产品5表面，所述加工产品5放置在产品放置平台6上。本发明方案采用光纤MOPA激光器1发出的激光对散热器表面进行清洗工艺，使用定制高功率、高峰值、窄脉宽对物体表面进行加工。当激光束照射在物体表面时，由于激光的高峰值会导致物质的温度急剧升高从而使其表面的材料气化蒸发、这种加工过程持续时间短，清洗效果好，清洗后表面粗糙度可以达到 5μm 以内。 同时激光在加工过程中物体需要承受激光持续清洗上的热量，锡膏的熔点比较低，激光加工过程中温度瞬间达到锡膏的熔点温度，从而使固化锡脱离产品表面。另外,激光清洗加工无接触。

传统的打标激光平均功率和峰值功率较低低、脉宽较长，表面需要分别进行多次加工，对于较大较厚脏污无法清除。在本实施例中，本发明激光器采用定制光纤MOPA激光器，波长 1070nm，功率 200W，峰值最高可达80KW，脉宽最小可到 200ps，同时具有较高的光束质量，配合高速高精度振镜、石英透镜，同时选用优化的激光参数对散热器表面进行激光清洗，能够达到产品品质要求的表面整洁、粗糙度值稳定、效率高。

在本实施例中，本发明采用清除+清扫两道工艺制成，既保证了效率也满足了效果要求，具体如下：

清除：采用大功率、高频率进行清除，高频率配合合适的速度，保证一定的光斑重叠率，光斑重叠率 50%以上，有效清除散热片表面氧化物、松香及其他的污物；

清扫：在第一道大功率高频清洗之后，表面会因为功率和热量引起一定程度的发黄和氧化，此时采用定功率低频对加工过的表面进行清扫，达到产品的外观及粗糙度要求。

在清除和清扫的过程中，需配置大功率的抽尘装置，将清洗和清扫过程中产生的烟尘及时的抽走。

清洗前和清洗后的效果对比如图2所示。清洗前可以看到铝上有前工序下残留不规则的锡与松香，不锈钢与铜中间的缝隙中也是在前工序加工压合后，锡与松香还有明显的锡溢出。

已清洗后，不锈钢表面上的锡膏松香已完全清除，不锈钢与铜中间缝隙的锡膏也已清洗干净，表面纹路线条干净，清晰并保持一致性。

综上所述，本发明具有如下优点：

1、本发明使用定制MOPA大功率高峰值窄脉宽激光器，可以有效去除表面氧化物、松香及其他污物等，满足效率和效果的要求；

2、本发明采用激光清洗方案能够有效的提高加工效率，一台激光清洗设备可以替代 5-10 人的工作量，降低人员作业强度，同时确保了产品清洗品质一致性；

3、激光清洗工艺无耗材，可进一步产品的制成成本；

4、本发明对材质兼容性好，不仅对案例中提出铜和铝等材质有效，对其他类似的清洗工艺，也可适用。

虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。