專利名稱：鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及散熱金屬板加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及制作鋁碳化硅散熱基板的摻鋁裝置。
背景技術(shù)：
大功率IGBT模塊的鋁碳化硅散熱基板是用于大功率IGBT模塊封裝的核心基礎(chǔ)組件。為IGBT芯片和陶瓷基座提供了一個高可靠性的襯底，并且與底部安裝的熱沉(熱沉是指它的溫度不隨傳遞到它的熱能的大小變化，它可以是大氣、大地等物體)有一個良好、同質(zhì)的熱傳導(dǎo)。大功率IGBT模塊主要應(yīng)用于交通控制、功率變換器、工業(yè)電機、不間斷電源、風(fēng)電與太陽能設(shè)備，以及用于自動控制的變頻器等。現(xiàn)有技術(shù)中，大功率IGBT模塊鋁碳化硅散熱基板的制造是通過人工將鋁合金熔體澆入到裝有碳化硅預(yù)制板的模具內(nèi)，然后對模具內(nèi)的鋁合金熔體加壓，讓鋁滲入碳化硅預(yù)制板，從鋁合金熔體取出摻鋁碳化硅預(yù)制板，冷卻凝固，得到制品。其中鋁合金熔體澆入到模具內(nèi)的工序，通常情況下需要多人協(xié)作才能完成。這種人工澆注方式的缺陷主要在于:操作麻煩、工人勞動強度高、工作效率低下、具有很高的危險性，存在安全隱患，且容易將氧化夾渣帶入鋁合金熔體造成鋁碳化硅基板的缺陷，從而導(dǎo)致產(chǎn)品廢品率的上升。

實用新型內(nèi)容
本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中操作麻煩、工人勞動強度高、存在安全隱患、產(chǎn)品合格率低等缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，從而提高工作效率，降低廢品率，消除人工制作的安全隱患。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:—種鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，包括安裝于坩堝內(nèi)的攪拌器，所述攪拌器的結(jié)構(gòu)為:包括攪拌器外殼，攪拌器外殼成圓筒體結(jié)構(gòu)，位于攪拌器外殼內(nèi)下部設(shè)置有溢流擋板，還包括攪拌桿，攪拌桿成倒“T”字形結(jié)構(gòu)，所述攪拌桿位于攪拌器外殼內(nèi)并穿過溢流擋板中部，溢流擋板下方部位的攪拌器外殼上設(shè)置有出鋁孔，出鋁孔連接有導(dǎo)向管，導(dǎo)向管與模具連通。作為上述技術(shù)方案的進一步改進:所述導(dǎo)向管通過螺紋與出鋁孔連接，所述導(dǎo)向管連接導(dǎo)流槽，導(dǎo)向管通過導(dǎo)流槽與裝有碳化硅預(yù)制板9的模具連通；所述攪拌桿底部成圓柱形結(jié)構(gòu)，其外圓面分別與攪拌器外殼的內(nèi)壁面之間留有間隙；所述攪拌桿的攪拌速度為500-10000r/min ；所述攪拌桿、攪拌器外殼以及導(dǎo)向管均可以采用的材料為石墨、氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鋁；[0013]所述導(dǎo)流槽可以采用的材料為石墨、氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鋁，或者5-10mm不銹鋼板表面涂覆保溫材料；所述出鋁孔的孔徑為10-100mm。本實用新型的有益效果如下:本實用新型采用高速攪拌器可大大提高大功率IGBT模塊鋁碳化硅散熱基板制備過程的工作效率，降低氧化夾渣等缺陷，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用人工澆注過程存在安全隱患的缺陷。由于鐵元素對于鋁碳化硅材料而言為有害相，應(yīng)盡量避免，本實用新型采用石墨、氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鋁作為與鋁接觸的工作介質(zhì)可防止鋁合金熔體熔煉過程的鐵含量的增加，從而有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1為本實用新型攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型導(dǎo)流槽的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型具體實施方式
的整體結(jié)構(gòu)示意 圖其中:1、攪拌桿；2、攪拌器外殼；3、溢流擋板；4、出鋁孔；5、導(dǎo)向管；6、導(dǎo)流槽；7、鋁合金熔體；8、模具；9、碳化硅預(yù)制板；10、坩堝內(nèi)鋁合金熔體；11、坩堝。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實施例的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，包括安裝于坩堝11內(nèi)的攪拌器，攪拌器的結(jié)構(gòu)為:包括攪拌器外殼2，攪拌器外殼2成圓筒體結(jié)構(gòu)，位于攪拌器外殼2內(nèi)下部設(shè)置有溢流擋板3，還包括攪拌桿1，攪拌桿I成倒“T”字形結(jié)構(gòu)，攪拌桿I底部成圓柱形結(jié)構(gòu)，其外圓面分別與攪拌器外殼2的內(nèi)壁面之間留有間隙；攪拌桿I位于攪拌器外殼2內(nèi)并穿過溢流擋板3中部，溢流擋板3有效的防止鋁液的溢出及空氣的吸入，溢流擋板3下方部位的攪拌器外殼2上設(shè)置有出鋁孔4，出鋁孔4連接有導(dǎo)向管5，導(dǎo)向管5通過螺紋與出鋁孔4連接，導(dǎo)向管5連接導(dǎo)流槽6，導(dǎo)向管5通過導(dǎo)流槽6與裝有碳化硅預(yù)制板9的模具8連通。導(dǎo)向管5可以將攪拌器內(nèi)攪拌后的坩堝內(nèi)鋁合金熔體10順利的過渡到導(dǎo)流槽6內(nèi)，而導(dǎo)流槽6將導(dǎo)出的鋁合金熔體7平穩(wěn)的引流到裝有碳化硅預(yù)制板9的模具8內(nèi)。攪拌桿I的攪拌速度為500-10000r/min，攪拌器的作用是在離心力的作用下將坩堝內(nèi)鋁合金熔體10從坩堝11內(nèi)平穩(wěn)的導(dǎo)出。攪拌桿1、攪拌器外殼2以及導(dǎo)向管5均可以采用的材料為石墨、氧化鋁、氮化硼、
氮化硅、氮化鋁。導(dǎo)流槽6可以采用的材料為石墨、氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鋁，或者5-10mm不銹鋼板表面涂覆保溫材料。出鋁孔4的孔徑為10-100mm。本實用新型所述的坩堝是用耐火材料(如粘土、石墨、瓷土、石英或較難熔化的金屬鐵等)所制的器皿或熔化罐。實施例1:攪拌器外殼2、攪拌桿1、導(dǎo)向管5、導(dǎo)流槽6的材料均采用石墨。將預(yù)熱后的高速攪拌器放入溫度為750°C裝有鋁合金熔體的坩堝11內(nèi)，開啟攪拌器使攪拌桿I的轉(zhuǎn)速達到5000轉(zhuǎn)/分鐘，坩堝內(nèi)鋁合金熔體10從攪拌器外殼2底部的間隙進入到攪拌器中，在攪拌桿I高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下將攪拌后的鋁合金熔體7依次經(jīng)出鋁孔4、導(dǎo)向管5、導(dǎo)流槽6流至裝有碳化硅預(yù)制板9的模具8內(nèi)，當(dāng)被攪拌器攪拌后的鋁合金熔體7充滿模腔后，其溫度為740°C，最后攪拌器停機。實施例2:攪拌器外殼2、攪拌桿1、導(dǎo)向管5、導(dǎo)流槽6的材料均采用氮化硼。將預(yù)熱后的高速攪拌器放入溫度為750°C裝有鋁合金熔體的坩堝11內(nèi)，開啟攪拌器使攪拌桿I的轉(zhuǎn)速達到10000轉(zhuǎn)/分鐘，坩堝內(nèi)鋁合金熔體10從攪拌器外殼2底部的間隙進入到攪拌器中，在攪拌桿I高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下將攪拌后的鋁合金熔體7依次經(jīng)出鋁孔4、導(dǎo)向管5、導(dǎo)流槽6流至 裝有碳化硅預(yù)制板9的模具8內(nèi)，當(dāng)被攪拌器攪拌后鋁合金熔體7充滿模腔后，其溫度為745°C，最后攪拌器停機。實施例3:攪拌器外殼2、攪拌桿1、導(dǎo)向管5的材料均采用氧化鋁，導(dǎo)流槽6的材料為5mm厚不銹鋼板表面涂覆硅酸鋁纖維保溫材料。將預(yù)熱后的高速攪拌器放入溫度為750°C裝有鋁合金熔體的坩堝11內(nèi)，開啟攪拌器使攪拌桿I的轉(zhuǎn)速達到2000轉(zhuǎn)/分鐘，坩堝內(nèi)鋁合金熔體10從攪拌器外殼2底部的間隙進入到攪拌器中，將攪拌桿I高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下將攪拌后的鋁合金熔體7依次經(jīng)出鋁孔4、導(dǎo)向管5、導(dǎo)流槽6流至裝有碳化硅預(yù)制板9的模具8內(nèi)，當(dāng)被攪拌器攪拌后鋁合金熔體7充滿模腔后，其溫度為730°C，最后攪拌器停機。以上描述是對本實用新型的解釋，不是對實用新型的限定，本實用新型所限定的范圍參見權(quán)利要求，在本實用新型的保護范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求1.一種鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:包括安裝于坩堝(11)內(nèi)的攪拌器，所述攪拌器的結(jié)構(gòu)為:包括攪拌器外殼(2)，攪拌器外殼(2)成圓筒體結(jié)構(gòu)，位于攪拌器外殼(2)內(nèi)下部設(shè)置有溢流擋板(3)，還包括攪拌桿(1)，攪拌桿(I)成倒“T”字形結(jié)構(gòu)，所述攪拌桿(I)位于攪拌器外殼(2)內(nèi)并穿過溢流擋板(3)中部，溢流擋板(3)下方部位的攪拌器外殼(2)上設(shè)置有出鋁孔(4)，出鋁孔(4)連接有導(dǎo)向管(5)，導(dǎo)向管(5)與模具(8)連通。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向管(5)通過螺紋與出鋁孔(4)連接，所述導(dǎo)向管(5)連接導(dǎo)流槽(6)，導(dǎo)向管(5)通過導(dǎo)流槽(6)與裝有碳化硅預(yù)制板9的模具(8)連通。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:所述攪拌桿(I)底部成圓柱形結(jié)構(gòu)，其外圓面分別與攪拌器外殼(2)的內(nèi)壁面之間留有間隙。
4.如權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:所述攪拌桿(I)的攪拌速度為500-10000r/min。
5.如權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:所述攪拌桿(I)、攪拌器外殼(2)以及導(dǎo)向管(5)均可以采用的材料為石墨、氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鋁。
6.如權(quán)利要求2所述的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:所述導(dǎo)流槽(6)可以采用的材料為石墨、氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鋁，或者5-10mm不銹鋼板表面涂覆保溫材料。
7.如權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，其特征在于:所述出鋁孔(4)的孔徑為10-100mm。
專利摘要本實用新型涉及一種鋁碳化硅散熱基板制作中的鋁合金熔體自動澆注裝置，包括安裝于坩堝內(nèi)的攪拌器，所述攪拌器的結(jié)構(gòu)為包括攪拌器外殼，攪拌器外殼成圓筒體結(jié)構(gòu)，位于攪拌器外殼內(nèi)下部設(shè)置有溢流擋板，還包括攪拌桿，攪拌桿成倒“T”字形結(jié)構(gòu)，所述攪拌桿位于攪拌器外殼內(nèi)并穿過溢流擋板中部，溢流擋板下方部位的攪拌器外殼上設(shè)置有出鋁孔，出鋁孔連接有導(dǎo)向管，導(dǎo)向管與模具連通。本實用新型采用高速攪拌器可大大提高大功率模塊鋁碳化硅散熱基板制備過程的工作效率，降低氧化夾渣等缺陷，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用人工澆注過程存在安全隱患的缺陷。
文檔編號B22D19/00GK203140747SQ20122069064
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者郭順華, 陳敏, 郭麗萍 申請人:江蘇時代華宜電子科技有限公司