[發(fā)明專利]鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的鋁碳化硅基板的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110073856.8
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102145382A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 郭麗萍;傅蔡安;季坤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇時代華宜電子科技有限公司;郭麗萍
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;B22D17/00
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 方為強;聶漢欽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁碳化硅基板的壓鑄方法，尤其是涉及一種鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的鋁碳化硅基板的制備方法。

背景技術(shù)

鋁碳化硅材料具有質(zhì)量小、剛度高、熱膨脹系數(shù)小、熱導率高、幾何精度穩(wěn)定性好等多種優(yōu)點，成為各類多芯片組件和大電流功率模塊（如IGBT模塊）理想的基板材料，但是，由于鋁碳化硅基板材料的剛度高、脆性大，在鋁碳化硅基材上攻絲易產(chǎn)生爆裂、崩紋等缺陷，造成螺紋孔失效，降低產(chǎn)品的合格率，增加制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本申請人針對上述的問題，進行了研究改進，提供一種鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的鋁碳化硅基板的制備方法，避免攻絲時發(fā)生爆裂、崩紋等缺陷，提高產(chǎn)品的合格率，降低制造成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的鋁碳化硅基板的制備方法，在壓鑄鋁碳化硅基板時，在每個螺紋孔對應位置嵌入純鋁或鋁合金型芯。

進一步的：

所述型芯呈圓柱形，其中部設有環(huán)形凸起段或環(huán)形內(nèi)凹段。

所述環(huán)形凸起段或環(huán)形內(nèi)凹段的橫截面為正多邊形。

所述環(huán)形凸起段或環(huán)形內(nèi)凹段的橫截面為正六邊形。

所述型芯設有用于冷卻水或氣體循環(huán)的通孔。

在壓鑄所述鋁碳化硅基板時采用如下壓鑄成型工藝：

步驟1、在旋轉(zhuǎn)式坩堝加熱爐中放入鋁錠，加熱至550~600℃保溫，保溫的同時抽真空至0.1~10Pa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至680~780℃，保溫直至鋁錠完全融化；

步驟2、在真空條件下，將粒度為1000目~2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中，使用攪拌裝置攪拌，使碳化硅粉末在鋁液中分散均勻；

步驟3、攪拌的同時，使用超聲發(fā)生裝置產(chǎn)生24.0~30.0kHz的超聲波，利用超聲波的作用除去氣體與雜質(zhì)，并使得碳化硅粉末更加細化、分散均勻；

步驟4、然后將鋁碳化硅熔液從坩堝加熱爐中定量注入普通或真空壓鑄機內(nèi)，進行基板的精密壓鑄；

步驟5、基板冷卻后，脫模成型。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明公開的一種鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的鋁碳化硅基板的制備方法，在每個螺紋孔對應位置預埋并壓鑄純鋁或鋁合金型芯，從而避免后續(xù)攻絲時發(fā)生爆裂、崩紋等缺陷，提高產(chǎn)品的合格率，降低制造成本；另外，環(huán)形凸起段、環(huán)形內(nèi)凹段及冷卻水或氣體循環(huán)通孔確保鋁碳化硅基板結(jié)合的牢固度。

附圖說明

圖1為帶有環(huán)形凸起段型芯的鋁碳化硅基板的壓鑄結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為帶有環(huán)形內(nèi)凹段型芯的鋁碳化硅基板的壓鑄結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為型芯帶有冷卻水或氣體循環(huán)通孔的鋁碳化硅基板的壓鑄結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為帶有環(huán)形凸起段（橫截面為正六邊形）型芯的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為帶有環(huán)形內(nèi)凹段（橫截面為正六邊形）型芯的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為帶有環(huán)形凸起段（橫截面為正六邊形）及通孔的型芯的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為帶有環(huán)形內(nèi)凹段（橫截面為正六邊形）及通孔的型芯的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實施例中采用的坩堝加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

如圖1、2、3所示，在壓鑄鋁碳化硅基板1時，在每個螺紋孔對應位置嵌入純鋁或鋁合金型芯2，壓鑄過程中，型芯2表層微熔，壓鑄后，型芯2與周邊的鋁碳化硅材料1牢固結(jié)合而不會脫落，在純鋁或鋁合金型芯2處后續(xù)加工螺紋孔時，不會出現(xiàn)爆裂、崩紋等缺陷。如圖1、4所示，型芯2呈圓柱形，其中部設有環(huán)形凸起段201，如圖2、5所示，型芯2呈圓柱形，其中部設有環(huán)形內(nèi)凹段202，環(huán)形凸起段201或環(huán)形內(nèi)凹段202為橫截面為正多邊形，在本實施例中，環(huán)形凸起段201或環(huán)形內(nèi)凹段202的橫截面為正六邊形，橫截面為正多邊形的環(huán)形凸起段201或環(huán)形內(nèi)凹段202可增強型芯2與周邊鋁碳化硅材料1結(jié)合的牢固度，可以有效的防止加工時發(fā)生旋轉(zhuǎn)、松動、脫落等問題。如圖3、6、7所示，型芯2的中部設有環(huán)形凸起段201或環(huán)形內(nèi)凹段202，并且還設有用于冷卻水或氣體循環(huán)的通孔3，在壓鑄時，冷卻水或氣體流經(jīng)通孔3，確保在壓鑄過程中型芯2表層微熔并與周邊的鋁碳化硅材料1結(jié)合牢固，而不會被熔化。

本發(fā)明在進行鋁碳化硅基板的壓鑄時，采用先制備鋁碳化硅熔液，然后進行壓鑄的工藝，具體實施方式如下：