[發明專利]金屬基陶瓷復合材料基板拱形表面的成形方法

有效

• 申請號: 202210188379.8
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114619204B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 傅蔡安;傅菂;沈忱;胡熠聞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;H01L21/48;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 嚴梅芳

金屬基陶瓷復合材料基板拱形表面的成形方法，采用旋轉的成型銑刀盤，將平板金屬箔的一側表面加工成凹的拱形曲面，并將該金屬箔和另一片平板金屬箔裝入精密成型模具的兩個相向內側面，加工過的金屬箔的凹面朝向里側，然后將陶瓷料灌入兩金屬箔間的腔體內，振動、壓實粉料，再將裝入陶瓷粉料和金屬箔的精密成型模具放入預熱爐內預熱至指定溫度。預熱完成后將精密成型模具放入壓鑄模具中進行壓鑄。壓鑄完成后，脫模取出壓鑄成型的近成型基板坯板。坯板經熱處理后，將其裝夾在數控車床上，按產品設計要求，對銑削成凹面的金屬箔面的外表面進行拱形曲面的數控車削加工，從而使金屬基陶瓷復合材料基板的一側面覆有均勻金屬層并具有拱形曲面。

技術領域

本發明涉及金屬基陶瓷復合材料散熱基板加工工藝技術領域，尤其是一種金屬基陶瓷復合材料基板拱形表面的成形方法。

背景技術

金屬基陶瓷復合材料是金屬和陶瓷復合而成的金屬基熱管理復合材料，具有高熱導率、與芯片相匹配的熱膨脹系數、質量輕、剛度大等優良性能，是目前理想的大功率集成電路模塊封裝材料。

多芯片組件和大電流功率模塊是航天航空、國防建設、民用交通、輸變電系統等的核心部件，目前多選用金屬基陶瓷復合材料作為散熱基底材料。金屬基陶瓷復合材料制成的散熱基板，需要與齒形散熱器件等連接從而發揮散熱效果，但因為金屬基陶瓷復合材料基板與齒形散熱器等不是同一材料，兩者的熱膨脹系數不同，故芯片發熱后，隨著熱量的傳導，金屬基陶瓷復合材料基板與齒形散熱器受熱形成梯度不均勻的溫度分布，產生不同的熱膨脹變形，從而使基板與齒形散熱器的連接面之間極易產生間隙，影響熱傳遞。為避免基板與齒形散熱器之間產生空隙，金屬基復合材料散熱基板在設計時，基板底面(即與齒形散熱器的連接面)往往采取拱形曲面形狀。當使用螺栓將齒形散熱器與基板拱形面牢固連接在一起，齒形散熱器會產生一定的預變形。當受熱時，兩種材料逐漸產生形變。因為金屬基陶瓷復合材料基板與齒形散熱器有預變形量，在形變過程中齒形散熱器逐漸釋放預變形量，繼續保持與金屬基陶瓷復合材料基板的緊密貼合，這就能實現金屬基陶瓷復合材料基板始終與齒形散熱器部件表面緊密貼合，不出現脫離的現象。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種金屬基陶瓷復合材料基板拱形表面的成形方法，從而通過采用成型銑刀盤，將平板金屬箔(鋁、銅、銀等)的一側加工成凹的拱形曲面,然后通過高壓壓鑄法將該金屬箔與金屬基陶瓷復合材料牢固結合，隨后對該金屬箔層進行數控車削加工，從而使金屬基陶瓷復合材料基板的一側面覆有均勻金屬層并具有符合設計要求的拱形曲面。。

本發明所采用的技術方案如下：

一種金屬基陶瓷復合材料基板拱形表面的成形方法，包括如下操作步驟：

包括如下操作步驟：

第一步：根據金屬基陶瓷復合材料散熱基板的技術要求，確定散熱基板側面覆蓋金屬箔的尺寸，并裁剪兩塊金屬箔，一塊厚金屬箔，一塊薄金屬箔；

第二步：將厚金屬箔吸附在真空吸盤的上表面，并輔以壓板壓住，再將真空吸盤固定在銑床工作臺面的上表面；

第三步：旋轉主軸上裝有一把成型銑刀盤，該成型銑刀盤鑲有若干片錯齒的成型刀片，該成型刀片的切削刃是按照金屬基陶瓷復合材料散熱基板的拱形曲面要求刃磨而成；

第四步：成型刀盤旋轉，并沿旋轉主軸的軸線方向進給，成型刀片在厚金屬箔上刮削出與散熱基板凸面拱度一致的凹面，得到一表面為凹面的拱形金屬箔；

第五步：將拱形金屬箔的平面一側面向第一隔板貼覆，再將薄金屬箔貼覆在相向的第二隔板上；

第六步：將若干個貼有拱形金屬箔和薄金屬箔的第一隔板、第二隔板裝配成一套壓鑄精密成型模具；

第七步：將陶瓷粉料裝填入精密成型模具中；

第八步：將裝有陶瓷粉料的精密成型模具放置在振動臺上，振動緊實；