一种针式散热基板的精加工工艺及辅助针治具的制作方法

本发明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。

背景技术：

1、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。

2、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。因此本发明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

1、本发明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。

2、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。

3、具体的，每个小框架安装于同一个水平面，呈阵列排布。

4、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。

5、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。

6、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。

7、具体的，所述多个微凸台在孔壁上交错排列。

8、本发明所述的针式散热基板的精加工工艺包括以下步骤：

9、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；

10、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；

11、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；

12、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。

13、本发明具有如下优点：

14、1、本发明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。

15、2、本发明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。

技术特征：

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(421)在凹槽两侧对称排列，每列插孔等间距排列。

5.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(421)为圆柱形，其孔壁上向外制作有多个微凸台(44)。

6.根据权利要求5所述的针式散热基板的辅助针治具，其特征在于，所述多个微凸台(44)在孔壁上交错排列。

7.一种针式散热基板的精加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明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。

技术研发人员：王晓波,鲍婕,周斌,肖内,张俊武
受保护的技术使用者：黄山谷捷股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15