铝碳化硅质复合体成型装置及利用其的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝碳化硅质复合体成型装置及利用其的制造方法，更详细地涉及如下的铝碳化硅质复合体制造方法，设置间隔部，以形成用于将板型的碳化硅质加压含浸来成型的成型模具中发生弯曲的空间，来将碳化硅质的材料含浸在熔融的铝的状态下加压时，随着在间隔部的空间发生弯曲，无需进行基于弯曲成型的其他工序，由此提高生产率。
【背景技术】
[0002]通常，在如电力绝缘栅双极晶体管(IGBT, insulated gate bipolar modetransistor)、功率控制芯片(power control chip)、照明用高功率发光二极管(LED)等的各种电子部件中，散热问题成为很重要的问题。为了解决这样的散热问题，使用多孔性预成型体中含浸熔融金属而成的金属基复合材料(metal matrix composite,MMC)用作基板。金属基复合材料通过预成型体的空隙占有的比率等来控制金属基材的相对占有率，由此存在能够得到符合各种产品特性而所需的热传导率、热膨胀系数及强度等。
[0003]尤其，金属基材复合材料中，主要使用热膨胀系数与半导体材料相似而能够提高散热性能的招碳化娃质复合体(Aluminum/Silicon Carbide Composite)。
[0004]这种铝碳化硅质复合体的制造方法，首先以碳化硅质材料的板形态成型预成型体，并使成型的预成型体位于成型模具的内部。在内部有预成型体的成型模具摄于加压熔炉的内部的状态下投入熔融的铝合金后实施加压，并借助加压的压力铝合金向预成型体的空隙含浸，由此完成铝碳化硅质复合体的制造。
[0005]这种铝碳化硅质复合体主要使用为安装有半导体材料的基板的用途，在多孔性碳化硅质的内部含浸熔融的铝而硬度高，与安装的半导体材料的热膨胀系数相似而变形最小化，能够提高散热效果，从而被广泛使用。
[0006]将上述铝碳化硅质复合体使用为基板时，在安装各种半导体材料的状态下设有各边缘部分的位置固定的方式设置。
[0007]像这样，固定铝碳化硅质复合体材质的基板的边缘位置的状态下，若在半导体材料中发生的热继续传达到基板，则存在没有固定的中央位置发生热变形的问题。
[0008]最近，为了解决这种问题，制造铝碳化硅质复合体时，以能够具有中央的断面积大、沿着被固定的边缘部分断面积缩小的弯曲量的方式实施成型。设有弯曲成型的基板，则随着边缘部分被固定，断面积大的中央弯曲部分作用加压力，由此在边缘固定的状态下对热变形的中央部分加压，因而能够将热变形引起的变形量最小化来增大寿命。
[0009]如上所述，具有以往技术的弯曲量的铝碳化硅质复合体的制造方法在完成加压含浸后通过后续工序而成型弯曲，铝碳化硅质复合体本身很硬，应实施借助钻石等工具的切削，由此存在难以加工正确的弯曲形状，费用也高的问题。
[0010]并且，具有以往技术的弯曲量的铝碳化硅质复合体的另一制造方法在板形状的碳化硅质中加压含浸铝合金层时，形成弯曲的位置成型成厚后实施二次弯曲加工，整体铝层变厚而使用为基板时存在热膨胀系数变大的问题。
[0011]即，用于厚厚地形成的铝合金层的弯曲成型的二次加工时，会实施用于去除铝合金层的加工，在去除铝合金层的过程中，若与硬度高的铝加压含浸的碳化硅质复合体相接触，则加工的装置发生破损，应保持一定的铝合金层的厚度，将其作为基准决定中央部分弯曲的厚度，因此铝合金层应保持需要以上的铝合金厚度，而存在热膨胀系数变高的问题。
[0012]并且，具有以往技术的弯曲量的铝碳化硅质复合体的再一制造方法在制造铝碳化硅质复合体的状态下，通过后续加工利用高温加压工序而加工弯曲，则用高温加压时在空隙的内部中含浸的铝合金的物理性质变化，存在硬度下降，且耐久性下降的问题。
[0013]并且，利用高温加压工序将铝碳化硅质复合体制造成基板的情况下，整体面都被加压而发生弯曲，存在难以控制使用者所需的弯曲量的问题。
[0014]S卩，在设置基板时为了最小化高温变形，应只在被固定的设置面发生弯曲，但利用高温加压工序，则为与设置面的反面，即安装有各种部件的基板面中也发生弯曲而存在难以安装部件，且安装的部件之间难以保持电连接的状体的问题。
[0015]由此，需要如下的成型装置及利用其的制造方法，制造铝碳化硅质复合体时，能够最小化物理性质变化，减少加工次数，能够将成型的弯曲的斜度加工成使用者所需的大小，且最小化铝合金层的厚度而能够防止热膨胀系数变高。
【发明内容】
[0016]本发明为用于解决上述问题而发明的，本发明所要解决的问题为提供如下的铝碳化硅质复合体成型装置及利用其的制作方法，设有具有弯曲空间的间隔部，以沿着收容用碳化硅质材料成型的预成型体而加压含浸熔融的铝合金的状态的成型模具的内部形成弯曲的方向设有发生弯曲的空间，由此在加压过程中随着成型弯曲，能够减少加工次数。
[0017]本发明的技术问题不局限于以上提到的内容，本发明所属领域的普通技术人员能够根据以下的记载明确理解以上没有提到的其他技术问题。
[0018]为了达成上述问题，根据本发明一实施例的铝碳化硅质复合体成型装置在对碳化硅质材料的预成型体中将熔融的铝合金进行加压含浸，来成型铝碳化硅质复合体，其中，成型部，以收容上述预成型体并实施加压含浸的模具形态设置，在上述成型部的内部收容上述预成型体，若在上述熔融的铝合金借助流入而含浸的状态下进行加压，则随着上述预成型体的一侧面变形，中央突出且沿着各边缘方向断面积缩小的弯曲成型；加压熔炉，以能够收容上述成型部的方式配置，在上述加压熔炉的内部具有空间形态的含浸空间，上述含浸空间的上部开放，在上述熔融的铝合金向收容有上述预成型体的上述成型部流入并含浸的状态下进行加压；以及加压部，配置于上述加压熔炉的上部，随着加压部的上下移动，向上述含浸空间提供加压力，以在上述熔融的铝合金含浸在上述成型部的状态下进行加压。
[0019]并且，本发明的特征在于，上述成型部包括:成型模具，以成型上述预成型体时收容上述预成型体的模具形态设置，在上述成型模具的内部形成用于收容上述预成型体来将上述熔融的铝合金加压含浸的空间即成型空间，且在上述成型模具形成有熔炉口，上述熔炉口沿着上述成型空间的一侧与外部的上述加压熔炉相连通，用于向上述成型空间流入上述熔融的铝合金；间隔部，配置于上述成型模具的内部，设于在上述成型空间的内侧的发生上述预成型体的弯曲的一侧面，在上述间隔部的中央的外围除了边缘部分形成有贯通的空间形态的弯曲发生空间；以及弯曲成型模具，配置于上述成型模具的内部，在上述成型空间的一侧面成型上述预成型体时，位于上述预成型体和上述间隔部之间，若在含浸后加压的压力以已设定的压力以上的压力加压，则弯曲成型模具以一侧面的边缘部分被上述间隔部支撑的状态下，在中央沿着空间形态的上述弯曲发生空间方向进行突出变形，随着铝合金在变形的位置中借助冷却而被固化，发生弯曲。
[0020]并且，本发明的特征在于，在上述间隔部的一侧中央部分形成切开部，其从外部边缘到内部边缘以“一”字形态分离的方式切开，由此能够减少支撑上述弯曲成型模具的支撑力来增大上述弯曲成型模具的变形量。
[0021 ] 进而，本发明的特征在于，在上述间隔部的外围边缘位置的一侧中央的边缘位置形成切开槽，上述切开槽的一侧与另一侧以一字形态连接的“匚”字形态分离，由此能够减少支撑上述弯曲成型模具的支撑力来增大上述弯曲成型模具的变形量。
[0022]进而，本发明的特征在于，调节上述间隔部的厚度和上述弯曲成型模具的厚度，来根据上述熔融的铝合金的加压压力，调节上述弯曲成型模具变形的变形量和作为变形的空间的上述弯曲发生空间的大小，由此能够调节弯曲量和弯曲的面积。
[0023]并且，本发明的特征在于，上述加压部包括:加压冲压机，配置于上述加压熔炉的上部，当向下部移动时，插入于上述加压熔炉的上述含浸空间，将设于内部的上述熔融的铝合金和上述成型部一起加压；加压驱动部，配置于上述加压冲压机的上部，与上述加压冲压机相连接来提供上下驱动的驱动力。
[0024]并且，根据本发明一实施例的铝碳化硅质复合体制造方法，其中，包括:制造碳化硅质材料的预成型体的步骤；制造成型部的步骤，作为考虑到上述预成型体的大小含浸熔融的铝合金而加压成型的模具形态，在上述预成型体将上述熔融的铝合金加压含浸时，中央部分向着一侧方向突出，且同时成型其断面积沿着边缘方向缩小的弯曲；组装成型部的步骤，以在制造的上述成型部中收容上述预成型体，沿着一侧方向加压含浸时发生变形而成型使用者所需的上述弯曲；含浸步骤，在将组装的上述成型部设于加压熔炉的含浸空间的状态下，向含浸空间投入熔融的铝合金使其流入上述成型部的内部