鋁碳化硅底板及近凈成型壓鑄模具、碳化硅預(yù)制件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鋁碳化硅底板及近凈成型壓鑄模具、碳化硅預(yù)制件，近凈成型壓鑄模具的表面開設(shè)有用于容納碳化硅預(yù)制件的基板腔，基板腔包括設(shè)置于基板腔底部邊緣的出?？缀投鄠€(gè)設(shè)置于基板腔底部用于壓鑄時(shí)外加鋁液滲入形成鋁柱的柱孔，柱孔為盲孔。出模孔為通孔，且其中設(shè)有沿出?？纵S向活動(dòng)設(shè)置的頂出件，頂出件包括凸出于出?？咨嫌糜谂c碳化硅預(yù)制件上的預(yù)制孔配合的凸出部。壓鑄完成后，在近凈成型壓鑄模具背面推動(dòng)頂出件出模，并將頂出件從出模方向頂出，安裝孔形成。上述鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，結(jié)構(gòu)簡單，可快速制備得到散熱效果好的鋁碳化硅底板，加工效率高，工序簡單操作便捷，安裝孔一致性好，適合批量生產(chǎn)。
【專利說明】
鋁碳化硅底板及近凈成型壓鑄模具、碳化硅預(yù)制件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及鋁碳化硅底板領(lǐng)域，特別地，涉及一種鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具。此外，本實(shí)用新型還涉及一種與該近凈成型壓鑄模具配合的碳化硅預(yù)制件以及該模具壓鑄得到的鋁碳化硅底板。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁碳化硅具有質(zhì)量輕、剛度高、熱膨脹系數(shù)小，熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)，因而作為基底材料廣泛應(yīng)用于各類芯片組件和大電流功率模塊。為更好散熱，增加表面積更有利于散熱，鋁碳化硅底板的底部通常設(shè)有鋁柱。鋁碳化硅底板多通過壓鑄成型，現(xiàn)有的鋁碳化硅底板出模困難，加工存在誤差，難以保證安裝孔位置的一致性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供了一種鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具、碳化硅預(yù)制件及鋁碳化硅底板，以解決現(xiàn)有的鋁碳化硅底板出模困難，加工存在誤差，難以保證安裝孔一致性的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型一方面提供了一種鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，近凈成型壓鑄模具的表面開設(shè)有用于容納碳化硅預(yù)制件的基板腔，基板腔包括設(shè)置于基板腔底部邊緣的出模孔和多個(gè)設(shè)置于基板腔底部用于壓鑄時(shí)外加鋁液滲入形成鋁柱的柱孔，柱孔為盲孔。
[0006]出?？诪橥?，且其中設(shè)有沿出模孔軸向活動(dòng)設(shè)置的用于將鋁碳化硅底板從基板腔中頂出的頂出件，頂出件包括凸出于出模孔上用于與碳化硅預(yù)制件上的預(yù)制孔配合的凸出部。
[0007]進(jìn)一步地，基板腔和柱孔的徑向橫截面積從上至下逐漸縮小，基板腔的腔壁相對腔底傾斜設(shè)置形成便于鋁碳化硅底板拔出的第一拔模角，柱孔的孔壁相對孔底傾斜設(shè)置形成便于鋁碳化硅底板拔出的第二拔模角。
[0008]第一拔模角為2°?5°，第二拔模角為4°?8°。
[0009]進(jìn)一步地，基板腔的深度為4?6毫米，柱孔為錐形孔，柱孔的深度為3?8毫米。
[0010]進(jìn)一步地，頂出件與出?？诪殚g隙配合，間隙為0.1?0.2毫米。
[0011]進(jìn)一步地，出模孔為錐形孔，頂出件為銷釘，銷釘?shù)牡撞繛樾蕉?，小徑端的直徑??6毫米，銷釘?shù)耐钩霾康闹胁繛榇髲蕉?，大徑端的直徑??10毫米。
[0012]進(jìn)一步地，凸出部與預(yù)制孔為間隙配合，間隙為0.15?0.25毫米。
[0013]進(jìn)一步地，基板腔與碳化硅預(yù)制件的各邊均為間隙配合，單邊間隙為0.2?0.4毫米。
[0014]進(jìn)一步地，柱孔在基板腔底部均勻分布。
[0015]本實(shí)用新型另一方面提供了一種碳化硅預(yù)制件，碳化硅預(yù)制件用于上述模具壓鑄的基板腔配合，碳化硅預(yù)制件的邊緣開設(shè)有用于與頂出件配合的預(yù)制孔。
[0016]本實(shí)用新型還提供了一種鋁碳化硅底板，所述鋁碳化硅底板由上述的模具壓鑄得至IJ，所述鋁碳化硅底板包括經(jīng)碳化硅預(yù)制件與基板腔配合形成的鋁碳化硅基板、柱孔中形成的熔接在所述鋁碳化硅基板底部的鋁柱和預(yù)制孔中形成的設(shè)置在所述鋁碳化硅基板底部邊緣的安裝孔。
[0017]本實(shí)用新型具有以下有益效果:上述鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，近凈成型壓鑄模具內(nèi)開設(shè)有基板腔、柱孔和出?？祝瞿？變?nèi)設(shè)有頂出件，頂出件的凸出部凸出在出?？咨?。壓鑄時(shí)，將碳化硅預(yù)制件放入基板腔中，凸出部伸入碳化硅預(yù)制件的預(yù)制孔中。外加鋁液滲入碳化硅預(yù)制件形成鋁碳化硅基板，同時(shí)進(jìn)入柱孔形成熔接在鋁碳化硅基板底部的鋁柱。壓鑄完成后，碳化硅預(yù)制件上的預(yù)制孔位置為安裝孔，在近凈成型壓鑄模具背面推動(dòng)頂出件，通過頂出件與安裝孔邊緣相互間的摩擦力，將鋁碳化硅底板頂出出模，出模后將頂出件從出模方向反向頂出，安裝孔形成，無需進(jìn)行額外機(jī)加工。安裝孔由頂出件的位置決定，位置一致性好。上述鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，結(jié)構(gòu)簡單，可快速制備得到散熱效果好的鋁碳化硅底板，加工效率高，工序簡單操作便捷，安裝孔一致性好，適合批量生產(chǎn)。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖1的A處放大不意圖；
[0023I圖4是圖1的B處放大示意圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的碳化硅預(yù)制件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的碳化硅預(yù)制件另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的頂出件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的頂出件另一視角結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明:200、碳化硅預(yù)制件；110、基板腔；120、柱孔；130、出模孔；140、頂出件;141、凸出部;210、預(yù)制孔;111、第一拔模角；121、第二拔模角。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0030]參照圖1?2、圖5?8，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，近凈成型壓鑄模具的表面開設(shè)有用于容納碳化硅預(yù)制件200的基板腔110，基板腔110包括設(shè)置于基板腔110底部邊緣的出?？?30和多個(gè)設(shè)置于基板腔110底部用于壓鑄時(shí)外加鋁液滲入形成鋁柱的柱孔120，柱孔120為盲孔。出?？?30為通孔，且其中設(shè)有沿出?？?30軸向活動(dòng)設(shè)置的用于將鋁碳化硅底板從基板腔110中頂出的頂出件140，頂出件140包括凸出于出?？?30上用于與碳化硅預(yù)制件200上的預(yù)制孔210配合的凸出部141。
[0031]近凈成型壓鑄模具從表面向下開槽形成基板腔110，再在基板腔110的底部開設(shè)多個(gè)柱孔120，柱孔120未穿透模具的底面為盲孔。基板腔110的底部邊緣開設(shè)有出?？?30，出?？?30圍繞柱孔120設(shè)置。鋁碳化硅底板通常為長方體，因此模具的基板腔110可相應(yīng)設(shè)置為長方體。柱孔120可設(shè)置為圓柱形，長方柱，錐臺形或其它柱形結(jié)構(gòu)，形成相應(yīng)形狀的鋁柱。將頂出件140裝入近凈成型壓鑄模具內(nèi)，頂出件140與最終產(chǎn)品鋁碳化硅底板的安裝孔位置對應(yīng)。然后將碳化硅預(yù)制件200裝入基板腔110中，其中碳化硅預(yù)制件200的預(yù)制孔210與頂出件140配合，頂出件140伸入預(yù)制孔210中。在真空高壓狀態(tài)下鑄鋁。外加鋁液與碳化硅預(yù)制件200形成鋁碳化硅基板，外加鋁液進(jìn)入柱孔120形成鋁柱，鋁柱熔接在鋁碳化硅基板底部。預(yù)制孔210中由于凸出部141的占位，因而其中的外加鋁液較少，從而形成安裝孔。待冷卻后，可在近凈成型壓鑄模具背面從出?？?30中推動(dòng)頂出件140頂出鋁碳化硅底板。鋁碳化硅底板拿出后可將頂出件140從沿鋁碳化硅底板出模方向相反方向頂出該基板。使得鋁碳化硅底板近凈成型，無需進(jìn)行過多的機(jī)加工，從而提高了加工效率。工序簡單操作便捷，適合批量生產(chǎn)。
[0032]本實(shí)用新型具有以下有益效果:上述鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，近凈成型壓鑄模具內(nèi)開設(shè)有基板腔110、柱孔120和出?？?30，出?？?30內(nèi)設(shè)有頂出件140，頂出件140的凸出部141凸出在出?？?30上。壓鑄時(shí)，將碳化硅預(yù)制件200放入基板腔110中，凸出部141伸入碳化硅預(yù)制件200的預(yù)制孔210中。外加鋁液滲入碳化硅預(yù)制件200中形成鋁碳化硅基板，同時(shí)進(jìn)入柱孔120形成熔接在鋁碳化硅基板底部的鋁柱。壓鑄完成后，碳化硅預(yù)制件200上的預(yù)制孔210位置為安裝孔，在近凈成型壓鑄模具背面推動(dòng)頂出件140，通過頂出件140與安裝孔邊緣相互間的摩擦力，將鋁碳化硅底板頂出出模，出模后將頂出件140從出模方向反向頂出，安裝孔形成，無需進(jìn)行額外機(jī)加工。安裝孔由頂出件140的位置決定，位置一致性好。上述鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，結(jié)構(gòu)簡單，可快速制備得到散熱效果好的鋁碳化硅底板，加工效率高，工序簡單操作便捷，安裝孔一致性好，適合批量生產(chǎn)。
[0033]可選地，參照圖1、圖3和圖4，基板腔110和柱孔120的徑向橫截面積從上至下逐漸縮小，基板腔110的腔壁相對腔底傾斜設(shè)置形成便于鋁碳化硅底板拔出的第一拔模角111，柱孔120的孔壁相對孔底傾斜設(shè)置形成便于鋁碳化硅底板拔出的第二拔模角121。第一拔模角111為2°?5°，第二拔模角121為4°?8°?；迩?10的腔壁相對腔底傾斜設(shè)置形成便于鋁碳化硅基板從中拔出的第一拔模角111，柱孔120的孔壁相對孔底傾斜設(shè)置形成便于鋁柱從中拔出的第二拔模角121?；迩?10和柱孔120上大下小，鋁碳化硅基板和鋁柱形成相應(yīng)形狀，便于整個(gè)鋁碳化硅底板從模具中脫出。上述拔模角的設(shè)置，可使得保證鋁碳化硅底板易脫模效果，同時(shí)第一拔模角111為2°?5°在保證鋁碳化硅基板易于拔出保證脫模效果的同時(shí)，使得壓鑄形成的鋁碳化硅基板的側(cè)面接近于垂直其頂面，鋁碳化硅基板近似為長方體較為規(guī)則，便于加工和使用。
[0034]可選地，參照圖1，基板腔110的深度為4?6毫米。柱孔120為錐形孔，柱孔120的深度為3?8毫米。柱孔120的深度為3?8毫米，使得鋁柱散熱效果好。
[0035]可選地，頂出件140與出?？?30為間隙配合，間隙為0.1?0.2毫米。該設(shè)計(jì)可防止碳化硅預(yù)制件200在基板腔110內(nèi)竄動(dòng)造成破碎。
[0036]可選地，參照圖7?8，出?？?30為錐形孔，頂出件140為銷釘，銷釘?shù)牡撞繛樾蕉耍蕉说闹睆綖??6毫米，銷釘?shù)耐钩霾?41的中部為大徑端，大徑端的直徑為7?10毫米。
[0037]銷釘為較為常見的零件，采用其作為頂出件140更為方便。銷釘?shù)膬啥艘欢藶樾蕉?，另一端為凸出?41。小徑端伸入出模孔130中與錐形孔配合，凸出部141的直徑最大處為大徑端即為，凸出在出?？?30上，與碳化硅預(yù)制件200的預(yù)制孔210配合。銷釘?shù)男蕉说闹睆綖??6毫米，銷釘?shù)拇髲蕉说闹睆綖??10毫米。該設(shè)計(jì)的銷釘有利于鋁碳化硅底板脫模。
[0038]可選地，凸出部141與預(yù)制孔210為間隙配合，間隙為0.15?0.25毫米。凸出部141伸入預(yù)制孔210中，二者之間的間隙為0.15?0.25毫米，該設(shè)計(jì)可保證最終鋁碳化硅底板的安裝孔的精度。
[0039]可選地，基板腔110與碳化硅預(yù)制件200的各邊均為間隙配合，單邊間隙為0.2?0.4毫米。基板腔110與碳化硅預(yù)制件200的形狀相似，碳化硅預(yù)制件200的外緣均與基板腔110相應(yīng)邊的之間均為間隙配合。碳化硅預(yù)制件200外緣各邊與基板腔110的間隙為0.2?
0.4毫米，利于鑄造后外加鋁液凝固收縮更容易與模具分離。
[0040]可選地，參照圖1和2，柱孔120在基板腔110底部均勻分布，該設(shè)計(jì)增強(qiáng)了散熱效果O
[0041 ]可選地，參照圖1和2，柱孔120分多排分布，各排之間的柱孔120錯(cuò)位排布，可更好地起到阻流的作用，散熱效果更好。
[0042]本實(shí)用新型另一方面提供了一種碳化硅預(yù)制件200，參照圖5和6，碳化硅預(yù)制件200用于與上述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具的基板腔110配合，碳化硅預(yù)制件200的邊緣開設(shè)有用于與頂出件140配合的預(yù)制孔210。碳化硅預(yù)制件200可鑲嵌在基板腔110中，底面與基板腔110底面接觸。碳化硅預(yù)制件200邊緣開設(shè)有與頂出件140配合的預(yù)制孔210。
[0043]本實(shí)用新型還提供了一種鋁碳化硅底板，鋁碳化硅底板由上述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具壓鑄得到，鋁碳化硅底板包括經(jīng)碳化硅預(yù)制件200與基板腔110配合形成的鋁碳化硅基板、柱孔120中形成的熔接在鋁碳化硅基板底部的鋁柱和預(yù)制孔210中形成的設(shè)置在鋁碳化硅基板底部邊緣的安裝孔。
[0044]鋁碳化硅底板包括鋁碳化硅基板以及設(shè)置在鋁碳化硅基板上的鋁柱和安裝孔。由于設(shè)置了鋁柱，鋁碳化硅底板的散熱效果更好。安裝孔的設(shè)置使得鋁碳化硅底板安裝更為方便。
[0045]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述近凈成型壓鑄模具的表面開設(shè)有用于容納碳化硅預(yù)制件(200)的基板腔(110)，所述基板腔(110)包括設(shè)置于所述基板腔(110)底部邊緣的出?？?130)和多個(gè)設(shè)置于所述基板腔(110)底部用于壓鑄時(shí)外加鋁液滲入形成鋁柱的柱孔(120)，所述柱孔(120)為盲孔； 所述出?？?130)為通孔，且其中設(shè)有沿所述出?？?130)軸向活動(dòng)設(shè)置的用于將所述鋁碳化硅底板從所述基板腔(110)中頂出的頂出件(140)，所述頂出件(140)包括凸出于所述出?？?130)上用于與碳化硅預(yù)制件(200)上的預(yù)制孔(210)配合的凸出部(141)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述基板腔(110)和所述柱孔(120)的徑向橫截面積從上至下逐漸縮小，所述基板腔(110)的腔壁相對腔底傾斜設(shè)置形成便于所述鋁碳化硅底板拔出的第一拔模角(111)，所述柱孔(120)的孔壁相對孔底傾斜設(shè)置形成便于所述鋁碳化硅底板拔出的第二拔模角(121); 所述第一拔模角(111)為2°?5°，所述第二拔模角(121)為4°?8°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述基板腔(110)的深度為4?6毫米，所述柱孔(120)為錐形孔，所述柱孔(120)的深度為3?8毫米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述頂出件(140)與所述出模孔(130)為間隙配合，間隙為0.1?0.2毫米。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述出模孔(130)為錐形孔，所述頂出件(140)為銷釘，所述銷釘?shù)牡撞繛樾蕉?，所述小徑端的直徑??6毫米，所述銷釘?shù)耐钩霾?141)的中部為大徑端，所述大徑端的直徑為7?10毫米。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述凸出部(141)與所述預(yù)制孔(210)為間隙配合，間隙為0.15?0.25毫米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述基板腔(110)與所述碳化硅預(yù)制件(200)的各邊均為間隙配合，單邊間隙為0.2?0.4毫米。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具，其特征在于，所述柱孔(120)在所述基板腔(110)底部均勻分布。9.一種碳化硅預(yù)制件，其特征在于，所述碳化硅預(yù)制件(200)用于與權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具的基板腔(110)配合，所述碳化硅預(yù)制件(200)的邊緣開設(shè)有用于與頂出件(140)配合的預(yù)制孔(210)。10.—種鋁碳化硅底板，其特征在于，所述鋁碳化硅底板由權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)的鋁碳化硅底板的近凈成型壓鑄模具壓鑄得到，所述鋁碳化硅底板包括經(jīng)碳化硅預(yù)制件(200)與基板腔(110)配合形成的鋁碳化硅基板、柱孔(120)中形成的熔接在所述鋁碳化硅基板底部的鋁柱和預(yù)制孔(210)中形成的設(shè)置在所述鋁碳化硅基板底部邊緣的安裝孔。
【文檔編號】H01L23/373GK205414361SQ201620246843
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】王黎明
【申請人】湖南浩威特科技發(fā)展有限公司