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厚銅板因其優(yōu)良的導熱性能和高電流承載能力，在大功率電源模塊、工業(yè)控制設備、通信基站等領域的散熱設計中得到廣泛應用。然而，厚銅板與散熱片、導熱膠等散熱材料的結合工藝直接影響散熱效果和設備的穩(wěn)定性。

二、厚銅板與散熱片的結合工藝

（一）表面處理

1. 厚銅板表面清理 ：在結合前，需對厚銅板表面進行精細清理，去除氧化層、油污等雜質?？刹捎脵C械打磨、化學蝕刻等方法，確保表面粗糙度適宜，以增強后續(xù)結合的牢固性。例如，使用 400 - 600 目砂紙進行輕度打磨，隨后用丙酮超聲波清洗 10 - 15 分鐘，可有效提高表面活性。
2. 散熱片表面預處理 ：散熱片通常由鋁或銅制成，其表面也需進行處理。對于鋁合金散熱片，可進行陽極氧化處理，形成一層致密的氧化膜，既能防腐蝕，又可提高表面結合性能；對于銅制散熱片，可進行鍍鎳或鍍錫處理，防止銅氧化，同時提升焊接或粘結性能。

（二）機械固定法

1. 螺栓連接 ：適用于厚銅板與較大尺寸散熱片的結合。在厚銅板和散熱片上分別加工對應的螺紋孔，使用螺栓、螺母和墊片進行緊固。為確保良好的熱接觸，需在結合面之間涂抹一層薄薄的導熱硅脂，減少接觸熱阻。例如，在某通信基站功率放大器模塊中，采用 M4 螺栓以 1.5N·m 的扭力固定厚銅板與散熱片，結合面溫度降低了約 8℃。
2. 卡扣固定 ：在一些對快速拆裝有要求的場合，可設計卡扣結構。在厚銅板邊緣或散熱片上設計凸起或凹槽，通過卡扣的方式實現固定。此方法雖安裝便捷，但在高振動環(huán)境下可靠性稍遜，需配合其他輔助固定措施。

（三）焊接法

1. 錫焊 ：適用于中小功率場景。選用高導熱、低熔點的錫基焊料，如 Sn-Ag-Cu 系無鉛焊料。在厚銅板和散熱片表面預先鍍上一層錫，然后進行加熱焊接?？刂坪附訙囟仍?230 - 260℃，焊接時間 3 - 5 秒，以確保焊料充分熔化并潤濕結合面。但錫焊的結合強度相對較低，在大電流或高熱應力下可能出現虛焊。
2. 銅焊 ：對于高功率密度應用，銅焊能提供更高的結合強度和導熱性。采用磷銅焊料，在氧氣 - 乙炔焰的加熱下進行焊接。焊接時需嚴格控制溫度在 750 - 850℃，并使用專用的焊接 flux，以去除表面氧化膜并促進銅焊料的流動。銅焊后的結合面導熱系數可達 200 - 300W/(m·K)，但此工藝對操作要求較高。

三、厚銅板與導熱膠的結合工藝

（一）導熱膠的選擇

1. 單組分導熱膠 ：使用方便，固化速度快。其主要成分包括硅橡膠、金屬氧化物填料（如氧化鋁、氧化鋅）等。例如，某品牌單組分導熱膠在室溫下 24 小時內即可固化，導熱系數可達 2.5 - 3.5W/(m·K)，適用于小面積厚銅板與散熱材料的粘結。
2. 雙組分導熱膠 ：由樹脂基體（如環(huán)氧樹脂、聚氨酯）和高導熱填料（如氮化硼、碳化硅）組成，需按一定比例混合后使用。固化時間相對較長，但固化后強度高、導熱性能好。如某雙組分導熱膠在 60℃下固化 2 - 4 小時，導熱系數可達 4.5 - 6.0W/(m·K)，可承受較大的熱應力和機械應力。

（二）施膠工藝

1. 點膠法 ：適用于小尺寸厚銅板或局部散熱區(qū)域。使用點膠機將導熱膠精準地點滴在厚銅板與散熱材料的結合面上，點膠量根據結合面面積和間隙大小確定，一般每個點膠點直徑為 2 - 4mm，間距 5 - 10mm。此方法可減少導熱膠的浪費，但在大面積散熱時操作效率較低。
2. 涂布法 ：對于大面積厚銅板與散熱片的結合，采用涂布法更高效?？墒褂霉蔚?、滾筒等工具將導熱膠均勻地涂布在結合面上，涂布厚度一般控制在 0.1 - 0.3mm。為確保涂布均勻，可在涂布過程中采用多層涂覆、逐步刮平的方式。例如，在某工業(yè)變頻器的厚銅板散熱設計中，采用滾筒涂布導熱膠，使導熱膠在結合面均勻分布，散熱效果提升了約 15%。

四、結合工藝的可靠性評估與優(yōu)化

（一）熱循環(huán)測試

（二）機械振動測試

（三）結合強度檢測

采用拉力試驗機對結合面的剪切強度和拉伸強度進行檢測。對于焊接結構，剪切強度一般要求不低于 15 - 20MPa；對于粘結結構，剪切強度應達到 8 - 12MPa。根據檢測結果，對結合工藝參數進行優(yōu)化調整，如調整焊接溫度、壓力或導熱膠的配方、固化工藝等，以提高結合強度。