專利名稱：鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法
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，尤其是涉及一種鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法。
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(dǎo)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(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，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
一種鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，在壓鑄鋁碳化硅基板時，在每個螺紋孔對應(yīng)位置，從一側(cè)嵌入一個鋼制型芯或從兩側(cè)分別嵌入一個鋼制型芯；壓鑄完成并冷卻后拔去鋼制型芯，在基板上形成底孔；二次壓鑄時，在底孔中壓鑄純鋁或鋁合金。進(jìn)一步的
所述鋼制型芯為圓錐形。所述鋼制型芯為多邊形錐形。所述鋼制型芯為六角錐形。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55(T60(TC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680~780TC，保溫直至鋁錠完全融化；
步驟2、在真空的條件下，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. OkHz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(xì)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(jī)內(nèi)，進(jìn)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)明公開的一種鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，在每個螺紋孔對應(yīng)位置壓鑄純鋁或鋁合金基材，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。


圖1為一次壓鑄后的示意圖。圖2為二次壓鑄后的示意圖。圖3為圓錐形鋼制型芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為六角錐形鋼制型芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖5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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。在壓鑄鋁碳化硅基板時，如圖1，在每個螺紋孔對應(yīng)位置嵌入兩個鋼制型芯1，兩個鋼制型芯1從基板2的兩側(cè)插入(也就是說，兩個鋼制型芯1從模具的型腔兩側(cè)插入);壓鑄完成并冷卻后拔去鋼制型芯1，在基板2上形成底孔3(在一側(cè)插入一個鋼制型芯1，可同樣在壓鑄后形成底孔);二次壓鑄時，在底孔3中壓鑄純鋁或鋁合金，從而在底孔3中形成純鋁或鋁合金材質(zhì)的螺紋孔加工基材，壓鑄完成后，得到螺紋孔加工基材為純鋁或鋁合金的鋁碳化硅基板，鋁碳化硅基板如圖2所示，在純鋁或鋁合金材質(zhì)的螺紋孔加工基材上后續(xù)加工螺紋孔時，不會出現(xiàn)爆裂、崩紋等缺陷。鋼制型芯1可以為圓錐形(如圖3)，也可以為多邊形錐形，本實施例中為六角錐形(如圖4)，使用多邊形錐形的鋼制型芯1，可使螺紋孔加工基材與鋁碳化硅基板結(jié)合得更加牢固，可以有效的防止加工時基材的旋轉(zhuǎn)、松動、脫落等問題。本發(fā)明在進(jìn)行鋁碳化硅基板的一次壓鑄時，采用先制備鋁碳化硅熔液，然后進(jìn)行壓鑄的工藝，具體實施方式
如下
如圖5所示，為本發(fā)明的實施例中采用的旋轉(zhuǎn)式坩堝加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，5— 坩堝，6—超聲復(fù)合攪拌裝置，7—招水熔液，8—控制線路通道，9一超聲波發(fā)生器，10—碳化硅粉添加裝置，11 一出液口，12—爐體。超聲復(fù)合攪拌裝置6在制備鋁碳化硅熔液的過程中，一邊攪拌，一邊由超聲波發(fā)生器9發(fā)出超聲波，用于清除鋁碳化硅熔液中的氣體及雜質(zhì)。實施例1、
將鋁錠置于坩堝加熱爐中，加熱至570°C保溫，抽真空至5Pa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至720°C，保溫直至鋁錠完全融化；將粒度為1800目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中， 打開超聲復(fù)合攪拌裝置，坩堝以lOr/min的速率轉(zhuǎn)動，3飛個超聲復(fù)合攪拌裝置同時發(fā)出頻率為27kHz的超聲波，持續(xù)攪拌清除氣體及雜質(zhì)7、分鐘，待雜質(zhì)上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在鋁液中分散均勻后，將熔液定量注入精密壓鑄機(jī)中；兩個圓錐形鋼制型芯1從兩側(cè)插入專用壓鑄模中，合模后進(jìn)行壓力鑄造；基板冷卻后，從兩側(cè)拔去鋼制型芯1，在基板2 上形成底孔3 ；在同一臺壓鑄機(jī)上進(jìn)行二次壓鑄，在底孔3中壓鑄純鋁或鋁合金，從而在底孔3中形成純鋁或鋁合金材質(zhì)的螺紋孔加工基材，壓鑄完成后，脫模成型。實施例2、
將鋁錠置于坩堝加熱爐中，加熱至60(TC保溫，抽真空至0. lPa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至780°C，保溫直至鋁錠完全融化；將粒度為1000目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁 液中，打開超聲復(fù)合攪拌裝置，坩堝以lOr/min的速率轉(zhuǎn)動，3飛個超聲復(fù)合攪拌裝置同時發(fā)出頻率為24kHz的超聲波，持續(xù)攪拌清除氣體及雜質(zhì)7、分鐘，待雜質(zhì)上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在鋁液中分散均勻后，將熔液定量注入精密壓鑄機(jī)中；兩個六角錐形鋼制型芯 1從兩側(cè)插入專用壓鑄模中，合模后進(jìn)行壓力鑄造；基板冷卻后，從兩側(cè)拔去鋼制型芯1，在基板2上形成底孔3 ；在同一臺壓鑄機(jī)上進(jìn)行二次壓鑄，在底孔3中壓鑄純鋁或鋁合金，從而在底孔3中形成純鋁或鋁合金材質(zhì)的螺紋孔加工基材，壓鑄完成后，脫模成型。
實施例3、 將鋁錠置于坩堝加熱爐中，加熱至550°C保溫，抽真空至lOPa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至680°C，保溫直至鋁錠完全融化；將粒度為2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中， 打開超聲復(fù)合攪拌裝置，坩堝以lOr/min的速率轉(zhuǎn)動，3飛個超聲復(fù)合攪拌裝置同時發(fā)出頻率為30kHz的超聲波，持續(xù)攪拌清除氣體及雜質(zhì)7、分鐘，待雜質(zhì)上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在鋁液中分散均勻后，將熔液定量注入精密壓鑄機(jī)中；兩個圓錐形鋼制型芯1從兩側(cè)插入專用壓鑄模中，合模后進(jìn)行壓力鑄造；基板冷卻后，從兩側(cè)拔去鋼制型芯1，在基板2 上形成底孔3 ；從模具中取出基板2，在另一臺壓鑄機(jī)上進(jìn)行二次壓鑄，在底孔3中壓鑄純鋁或鋁合金，從而在底孔3中形成純鋁或鋁合金材質(zhì)的螺紋孔加工基材，壓鑄完成后，脫模成型。
權(quán)利要求
1.一種鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，其特征在于在壓鑄鋁碳化硅基板時，在每個螺紋孔對應(yīng)位置，從一側(cè)嵌入一個鋼制型芯或從兩側(cè)分別嵌入一個鋼制型芯；壓鑄完成并冷卻后拔去鋼制型芯，在基板上形成底孔；二次壓鑄時，在底孔中壓鑄純鋁或鋁合金。
2.按照權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，其特征在于所述鋼制型芯為圓錐形。
3.按照權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，其特征在于所述鋼制型芯為多邊形錐形。
4.按照權(quán)利要求3所述的鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，其特征在于所述鋼制型芯為六角錐形。
5.按照權(quán)利要求1至4任一項所述的鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，其特征在于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55(T600°C保溫，保溫的同時抽真空至0.廣10Pa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至68(T78(TC，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. (Γ30. OkHz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(xì)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(jī)內(nèi)，進(jìn)行基板的精密壓鑄；步驟5、基板冷卻后，脫模成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁碳化硅基板的鋁質(zhì)螺紋孔加工基材的壓鑄方法，其特征在于在壓鑄鋁碳化硅基板時，在每個螺紋孔對應(yīng)位置，從一側(cè)嵌入一個鋼制型芯，或從兩側(cè)分別嵌入一個鋼制型芯；壓鑄完成并冷卻后拔去鋼制型芯，在基板上形成底孔；二次壓鑄時，在底孔中壓鑄純鋁或鋁合金。本發(fā)明在鋁碳化硅基板的每個螺紋孔對應(yīng)位置壓鑄純鋁或鋁合金基材，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。
文檔編號B22D17/00GK102151817SQ20111007384
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者傅蔡安, 季坤, 陳敏 申請人:江蘇時代華宜電子科技有限公司, 郭麗萍