用于压铸曲面散热基板的组件及曲面散热基板的制作方法

文档序号:10781866
用于压铸曲面散热基板的组件及曲面散热基板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于压铸曲面散热基板的组件及曲面散热基板,该组件包括模具、铝板、碳化硅预制件和铝箔,模具开设有用于容纳铝板的基板槽,基板槽的底部为与曲面散热基板的曲面适配的曲面形。铝板朝向基板槽开口的表面设有至少一个预制件槽,任一预制件槽中设有碳化硅预制件和至少一块铺设在碳化硅预制件上的铝箔,基板槽的开口、预制件槽的开口和铝箔的顶面平齐,以限制压铸过程中铝板在基板槽内上下活动。压铸时,多个组件叠置在一起,在上层模具的重力下,铝板被压紧在模具内,无法在基板槽内上下活动。因此在铝液浸渗碳化硅预制件时,铝板位置固定,不会发生偏移,因而制得的曲面散热基板的曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。
【专利说明】
用于压铸曲面散热基板的组件及曲面散热基板
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子封装散热技术领域,特别地,涉及一种用于压铸曲面散热基板的组件。此外,本实用新型还涉及一种上述用于压铸曲面散热基板的组件制得的曲面散热基板。
【背景技术】
[0002]随着电子元器件集成度不断提高和电力半导体器件功率不断增大,对电子封装的可靠性要求也越来越高,对用于电子封装的底板材料和结构提出了新的要求。传统的铜底板虽然导热性能良好,但其膨胀系数与电力电子元器件的陶瓷基板及半导体芯片不匹配,影响了器件的可靠性,难以满足大功率电力电子器件的使用要求。
[0003]通常铝碳化硅散热底板采用铝液浸渗碳化硅陶瓷预制件工艺制备。石墨模具加工为曲面来控制基本的曲面弧度,预制件为两面平面,而且为保证基板表面覆有一定厚度的铝合金层,会在模具腔体内留有厚度方向的空间,即预制件厚度小于模具腔体深度,因此在压力浸渗时,预制件在模具内厚度方向是活动的,会造成曲面变形,造成基板的曲面偏心度大,弧度一致性差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种用于压铸曲面散热基板的组件及曲面散热基板,以解决现有的曲面散热基板的曲面偏心度大,弧度一致性差的技术问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型一方面提供了一种用于压铸曲面散热基板的组件,组件包括模具、铝板、碳化硅预制件和铝箔,模具开设有用于容纳铝板的基板槽,基板槽的底部为与曲面散热基板的曲面适配的曲面形。
[0007]铝板朝向基板槽开口的表面设有至少一个预制件槽,任一预制件槽中设有碳化硅预制件和至少一块铺设在碳化硅预制件上的铝箔,基板槽的开口、预制件槽的开口和铝箔的顶面平齐,以限制压铸过程中铝板在基板槽内上下活动。
[0008]进一步地,铝板朝向基板槽的底部的表面为弯曲面,弯曲面与基板槽的底部配合。
[0009]进一步地,任一预制件槽中铝箔的数量为I个,铝箔放置在相应碳化硅预制件的中心。
[0010]进一步地,铝箔的形状与相应碳化硅预制件的形状一致,并覆盖碳化硅预制件。
[0011]进一步地,任一预制件槽中铝箔的数量为多个,多个铝箔在相应碳化硅预制件上均匀分布。
[0012]进一步地,铝板与基板槽的单边间隙为0.05±0.01毫米,碳化硅预制件和预制件槽的单边间隙为0.05 ± 0.0I毫米,招箔的厚度为0.1 ± 0.05毫米。
[0013]进一步地,模具为石墨模具,铝板边缘设有预制件孔。
[0014]本实用新型另一方面还提供了一种曲面散热基板,采用上述的用于压铸曲面散热基板的组件压铸得到,曲面散热基板包括铝板形成的底板,底板包括相对设置的平面和曲面,底板在平面一侧设有预制件槽,预制件槽设有碳化硅预制件与外加铝液形成的铝碳化硅板,并经由铝箔和外加铝液熔合形成的铝合金层封闭。
[0015]进一步地,曲面散热基板的曲面的高度为0.35±0.05毫米,铝合金层厚度为0.1 土0.05晕米。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:上述用于压铸曲面散热基板的组件,铝板放置在基板槽中,铝板朝向基板槽开口的表面设有预制件槽。铝箔放置在碳化硅预上,并与基板槽的开口、预制件槽的开口平齐。压铸时,多个组件叠置在一起,在上层模具的重力下,铝板被压紧在模具内,无法在基板槽内上下活动。因此在铝液浸渗碳化硅预制件时,铝板位置固定,不会发生偏移,因而制得的曲面散热基板的曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。上述用于压铸曲面散热基板的组件,结构简单,制得的曲面散热基板的曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。
[0017]除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1是本实用新型优选实施例的用于压铸曲面散热基板的组件结构示意图;
[0020]图2是本实用新型另一优选实施例的用于压铸曲面散热基板的组件结构示意图;[0021 ]图3是本实用新型优选实施例的模具结构示意图;
[0022]图4是本实用新型优选实施例的铝板结构示意图;
[0023]图5是本实用新型优选实施例的铝板另一视角结构示意图。
[0024]附图标记说明:100、模具;200、铝板;300、碳化硅预制件;400、铝箔;110、基板槽;210、预制件槽;220、预制件孔。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0026]参照图1?4,本实用新型的优选实施例提供了一种用于压铸曲面散热基板的组件,组件包括模具100、铝板200、碳化硅预制件300和铝箔400,模具100开设有用于容纳铝板200的基板槽110,基板槽110的底部为与曲面散热基板的曲面适配的曲面形。铝板200朝向基板槽110开口的表面设有至少一个预制件槽210,任一预制件槽210中设有碳化硅预制件300和至少一块铺设在碳化硅预制件300上的铝箔400,基板槽110的开口、预制件槽210的开口和铝箔400的顶面平齐,以限制压铸过程中铝板200在基板槽110内上下活动。
[0027]铝板200包括顶面和底面,当其放置在基板槽110中时,底面朝向基板槽110的底部,顶面朝向基板槽110开口,且顶面与基板槽110的表面平齐。预制件槽210开设在铝板200的顶面上。每个预制件槽210的大小可相同或不同。每个预制件槽210中包括一个碳化硅预制件300,碳化硅预制件300的形状与预制件槽210的形状相应,且其高度小于预制件槽210的深度。每个碳化硅预制件300铺设有一块或多块铝箔400,多块铝箔400为单层放置。基板槽110的开口、预制件槽210的开口和铝箔400的顶面平齐,即模具100的顶面、铝板200的顶面及铝箔400的顶面平齐。预制件槽210的数量可根据曲面散热基板的需求设置,如可在铝板200上仅设置一个面积较大的预制件槽210,也可在铝板200上设置多个面积较小的预制件槽210,如2个、3个或更多个预制件槽210。
[0028]压铸时,多个组件叠置在一起,在上层模具100的重力下,铝板200被压紧在模具100内,无法在基板槽110内上下活动。压铸时,铝合金液体经铝板200和基板槽110之间的缝隙渗入在基板槽110的底部形成曲面并熔接在铝板200的底部。同时纯铝较铝合金熔点高,在浇注铝合金浸渗时,铝箔400并不会完全熔融,因此浸渗时铝板200也不能上下活动,因而曲面散热基板的曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。可以理解的是,铝板200的底面可以为平面或曲面,相比现有的制备工艺,制得的曲面散热基板的弧度一致性均会得到提升。并且曲面散热基板的基体为铝,易机械加工,对于弧度不良的曲面散热基板也可通过机械加工的方式进行补救。
[0029]本实用新型具有以下有益效果:上述用于压铸曲面散热基板的组件,铝板200放置在基板槽110中,铝板200朝向基板槽110开口的表面设有预制件槽210。铝箔400放置在碳化硅预上,并与基板槽110的开口、预制件槽210的开口平齐。压铸时,多个组件叠置在一起,在上层模具100的重力下,铝板200被压紧在模具100内,无法在基板槽110内上下活动。因此在铝液浸渗碳化硅预制件300时,铝板200位置固定,不会发生偏移,因而制得的曲面散热基板的曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。上述用于压铸曲面散热基板的组件,结构简单,制得的曲面散热基板的曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。
[0030]进一步地,参照图2、4,铝板200朝向基板槽110的底部的表面为弯曲面,弯曲面与基板槽110的底部配合。铝板200的底面为弯曲面,与基板槽110的槽底贴合,使得铝合金液体进入的量较少,曲面合金层厚度薄,可较好的保持基板槽110的曲面散热基板的曲面形状,变形小,从而保证了曲面散热基板曲面弧度的一致性。
[0031]进一步地,参照图1和2,任一预制件槽210中铝箔400的数量为I个,铝箔400放置在相应碳化硅预制件300的中心。I块铝箔400放置在碳化硅预制件300的中心,碳化硅预制件300受力均匀,不容易发生偏移,使得曲面散热基板曲面偏心度较小,弧度一致性相对较好。
[0032]进一步地,参照图1和2,铝箔400的形状与相应碳化硅预制件300的形状一致,并覆盖碳化硅预制件300。该种方式铝箔400覆盖在碳化硅预制件300上,大小和碳化硅预制件300大小一致,碳化硅预制件300受力更为均匀,铝板200相应受力均匀更不容易发生偏移,曲面散热基板曲面偏心度更小,弧度一致性得到进一步提升。
[0033]进一步地,参照图1和2,任一预制件槽210中铝箔400的数量为多个,多个铝箔400在相应碳化硅预制件300上均匀分布。碳化硅预制件300受力均匀,铝板200不容易发生偏移,使得曲面散热基板曲面偏心度较小,弧度一致性相对较好。
[0034]进一步地,铝板200与基板槽110的单边间隙为0.05 ± 0.01毫米,碳化硅预制件300和预制件槽210的单边间隙为0.05±0.01毫米,铝箔400的厚度为0.1 ±0.05毫米。该种设计使得曲面散热基板外部每层的合金层的厚度均匀并且厚度较薄。
[0035]进一步地,参照图5,模具100为石墨模具,铝板200边缘设有预制件孔220。预制件孔220内可设有销钉,脱模之后取出销钉,即形成曲面散热基板的安装孔。
[0036]本实用新型另一方面还提供了一种曲面散热基板,采用上述的用于压铸曲面散热基板的组件压铸得到,曲面散热基板包括铝板200形成的底板,底板包括相对设置的平面和曲面,底板在平面一侧设有预制件槽210,预制件槽210设有碳化硅预制件300与外加铝液形成的铝碳化硅板,并经由铝箔400和外加铝液熔合形成的铝合金层封闭。该曲面散热基板曲面偏心度相对较小,弧度一致性相对较好。
[0037]进一步地,曲面散热基板的曲面的高度为0.35±0.05毫米,铝合金层厚度为0.1 土
0.05毫米。曲面的高度为在曲面散热基板平面的垂直方向上曲面最高点与最低点的距离。该曲面散热基板该设计的曲面基板,可较好的匹配安装位置的部件。
[0038]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,所述组件包括模具(100)、铝板(200)、碳化硅预制件(300)和铝箔(400),所述模具(100)开设有用于容纳所述铝板(200)的基板槽(110),所述基板槽(110)的底部为与曲面散热基板的曲面适配的曲面形; 所述铝板(200)朝向所述基板槽(110)开口的表面设有至少一个预制件槽(210),任一所述预制件槽(210)中设有所述碳化硅预制件(300)和至少一块铺设在所述碳化硅预制件(300)上的铝箔(400),所述基板槽(110)的开口、所述预制件槽(210)的开口和所述铝箔(400)的顶面平齐,以限制压铸过程中所述铝板(200)在所述基板槽(110)内上下活动。2.根据权利要求1所述的用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,所述铝板(200)朝向所述基板槽(110)的底部的表面为弯曲面,所述弯曲面与所述基板槽(110)的底部配入口 ο3.根据权利要求1所述的用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,任一所述预制件槽(210)中所述铝箔(400)的数量为I个,所述铝箔(400)放置在相应碳化硅预制件(300)的中心。4.根据权利要求3所述的用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,所述铝箔(400)的形状与相应碳化硅预制件(300)的形状一致,并覆盖所述碳化硅预制件(300)。5.根据权利要求1所述的用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,任一所述预制件槽(210)中铝箔(400)的数量为多个,所述多个铝箔(400)在相应碳化硅预制件(300)上均匀分布O6.根据权利要求1所述的用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,所述铝板(200)与所述基板槽(110)的单边间隙为0.05±0.01毫米,所述碳化硅预制件(300)和所述预制件槽(210)的单边间隙为0.05±0.01毫米,所述铝箔(400)的厚度为0.1 ±0.05毫米。7.根据权利要求1所述的用于压铸曲面散热基板的组件,其特征在于,所述模具(100)为石墨模具,所述铝板(200)边缘设有预制件孔(220)。8.—种曲面散热基板,其特征在于,采用权利要求1?7中任一项的用于压铸曲面散热基板的组件压铸得到,所述曲面散热基板包括铝板(200)形成的底板,所述底板包括相对设置的平面和曲面,所述底板在平面一侧设有预制件槽(210),所述预制件槽(210)设有碳化硅预制件(300)与外加铝液形成的铝碳化硅板,并经由铝箔(400)和外加铝液熔合形成的铝合金层封闭。9.根据权利要求8所述的曲面散热基板,其特征在于,所述曲面散热基板的曲面的高度为0.35 ± 0.05毫米,所述铝合金层厚度为0.1 ± 0.05毫米。
【文档编号】H01L23/373GK205464280SQ201620284201
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】陈迎龙
【申请人】湖南浩威特科技发展有限公司
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