CN205414361U - 铝碳化硅底板及近净成型压铸模具、碳化硅预制件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝碳化硅底板及近净成型压铸模具、碳化硅预制件，近净成型压铸模具的表面开设有用于容纳碳化硅预制件的基板腔，基板腔包括设置于基板腔底部边缘的出模孔和多个设置于基板腔底部用于压铸时外加铝液渗入形成铝柱的柱孔，柱孔为盲孔。出模孔为通孔，且其中设有沿出模孔轴向活动设置的顶出件，顶出件包括凸出于出模孔上用于与碳化硅预制件上的预制孔配合的凸出部。压铸完成后，在近净成型压铸模具背面推动顶出件出模，并将顶出件从出模方向顶出，安装孔形成。上述铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，结构简单，可快速制备得到散热效果好的铝碳化硅底板，加工效率高，工序简单操作便捷，安装孔一致性好，适合批量生产。

Description

铝碳化硅底板及近净成型压铸模具、碳化硅预制件

技术领域

本实用新型涉及铝碳化硅底板领域，特别地，涉及一种铝碳化硅底板的近净成型压铸模具。此外，本实用新型还涉及一种与该近净成型压铸模具配合的碳化硅预制件以及该模具压铸得到的铝碳化硅底板。

背景技术

铝碳化硅具有质量轻、刚度高、热膨胀系数小，热导率高等优点，因而作为基底材料广泛应用于各类芯片组件和大电流功率模块。为更好散热，增加表面积更有利于散热，铝碳化硅底板的底部通常设有铝柱。铝碳化硅底板多通过压铸成型，现有的铝碳化硅底板出模困难，加工存在误差，难以保证安装孔位置的一致性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种铝碳化硅底板的近净成型压铸模具、碳化硅预制件及铝碳化硅底板，以解决现有的铝碳化硅底板出模困难，加工存在误差，难以保证安装孔一致性的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型一方面提供了一种铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，近净成型压铸模具的表面开设有用于容纳碳化硅预制件的基板腔，基板腔包括设置于基板腔底部边缘的出模孔和多个设置于基板腔底部用于压铸时外加铝液渗入形成铝柱的柱孔，柱孔为盲孔。

出模孔为通孔，且其中设有沿出模孔轴向活动设置的用于将铝碳化硅底板从基板腔中顶出的顶出件，顶出件包括凸出于出模孔上用于与碳化硅预制件上的预制孔配合的凸出部。

进一步地，基板腔和柱孔的径向横截面积从上至下逐渐缩小，基板腔的腔壁相对腔底倾斜设置形成便于铝碳化硅底板拔出的第一拔模角，柱孔的孔壁相对孔底倾斜设置形成便于铝碳化硅底板拔出的第二拔模角。

第一拔模角为2°～5°，第二拔模角为4°～8°。

进一步地，基板腔的深度为4～6毫米，柱孔为锥形孔，柱孔的深度为3～8毫米。

进一步地，顶出件与出模孔为间隙配合，间隙为0.1～0.2毫米。

进一步地，出模孔为锥形孔，顶出件为销钉，销钉的底部为小径端，小径端的直径为4～6毫米，销钉的凸出部的中部为大径端，大径端的直径为7～10毫米。

进一步地，凸出部与预制孔为间隙配合，间隙为0.15～0.25毫米。

进一步地，基板腔与碳化硅预制件的各边均为间隙配合，单边间隙为0.2～0.4毫米。

进一步地，柱孔在基板腔底部均匀分布。

本实用新型另一方面提供了一种碳化硅预制件，碳化硅预制件用于上述模具压铸的基板腔配合，碳化硅预制件的边缘开设有用于与顶出件配合的预制孔。

本实用新型还提供了一种铝碳化硅底板，所述铝碳化硅底板由上述的模具压铸得到，所述铝碳化硅底板包括经碳化硅预制件与基板腔配合形成的铝碳化硅基板、柱孔中形成的熔接在所述铝碳化硅基板底部的铝柱和预制孔中形成的设置在所述铝碳化硅基板底部边缘的安装孔。

本实用新型具有以下有益效果：上述铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，近净成型压铸模具内开设有基板腔、柱孔和出模孔，出模孔内设有顶出件，顶出件的凸出部凸出在出模孔上。压铸时，将碳化硅预制件放入基板腔中，凸出部伸入碳化硅预制件的预制孔中。外加铝液渗入碳化硅预制件形成铝碳化硅基板，同时进入柱孔形成熔接在铝碳化硅基板底部的铝柱。压铸完成后，碳化硅预制件上的预制孔位置为安装孔，在近净成型压铸模具背面推动顶出件，通过顶出件与安装孔边缘相互间的摩擦力，将铝碳化硅底板顶出出模，出模后将顶出件从出模方向反向顶出，安装孔形成，无需进行额外机加工。安装孔由顶出件的位置决定，位置一致性好。上述铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，结构简单，可快速制备得到散热效果好的铝碳化硅底板，加工效率高，工序简单操作便捷，安装孔一致性好，适合批量生产。

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

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：

图1是本实用新型优选实施例的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具另一视角结构示意图；

图3是图1的A处放大示意图；

图4是图1的B处放大示意图；

图5是本实用新型优选实施例的碳化硅预制件结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例的碳化硅预制件另一视角结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例的顶出件结构示意图；

图8是本实用新型优选实施例的顶出件另一视角结构示意图。

附图标记说明：200、碳化硅预制件；110、基板腔；120、柱孔；130、出模孔；140、顶出件；141、凸出部；210、预制孔；111、第一拔模角；121、第二拔模角。

具体实施方式

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。

参照图1～2、图5～8，本实用新型的优选实施例提供了一种铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，近净成型压铸模具的表面开设有用于容纳碳化硅预制件200的基板腔110，基板腔110包括设置于基板腔110底部边缘的出模孔130和多个设置于基板腔110底部用于压铸时外加铝液渗入形成铝柱的柱孔120，柱孔120为盲孔。出模孔130为通孔，且其中设有沿出模孔130轴向活动设置的用于将铝碳化硅底板从基板腔110中顶出的顶出件140，顶出件140包括凸出于出模孔130上用于与碳化硅预制件200上的预制孔210配合的凸出部141。

近净成型压铸模具从表面向下开槽形成基板腔110，再在基板腔110的底部开设多个柱孔120，柱孔120未穿透模具的底面为盲孔。基板腔110的底部边缘开设有出模孔130，出模孔130围绕柱孔120设置。铝碳化硅底板通常为长方体，因此模具的基板腔110可相应设置为长方体。柱孔120可设置为圆柱形，长方柱，锥台形或其它柱形结构，形成相应形状的铝柱。将顶出件140装入近净成型压铸模具内，顶出件140与最终产品铝碳化硅底板的安装孔位置对应。然后将碳化硅预制件200装入基板腔110中，其中碳化硅预制件200的预制孔210与顶出件140配合，顶出件140伸入预制孔210中。在真空高压状态下铸铝。外加铝液与碳化硅预制件200形成铝碳化硅基板，外加铝液进入柱孔120形成铝柱，铝柱熔接在铝碳化硅基板底部。预制孔210中由于凸出部141的占位，因而其中的外加铝液较少，从而形成安装孔。待冷却后，可在近净成型压铸模具背面从出模孔130中推动顶出件140顶出铝碳化硅底板。铝碳化硅底板拿出后可将顶出件140从沿铝碳化硅底板出模方向相反方向顶出该基板。使得铝碳化硅底板近净成型，无需进行过多的机加工，从而提高了加工效率。工序简单操作便捷，适合批量生产。

本实用新型具有以下有益效果：上述铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，近净成型压铸模具内开设有基板腔110、柱孔120和出模孔130，出模孔130内设有顶出件140，顶出件140的凸出部141凸出在出模孔130上。压铸时，将碳化硅预制件200放入基板腔110中，凸出部141伸入碳化硅预制件200的预制孔210中。外加铝液渗入碳化硅预制件200中形成铝碳化硅基板，同时进入柱孔120形成熔接在铝碳化硅基板底部的铝柱。压铸完成后，碳化硅预制件200上的预制孔210位置为安装孔，在近净成型压铸模具背面推动顶出件140，通过顶出件140与安装孔边缘相互间的摩擦力，将铝碳化硅底板顶出出模，出模后将顶出件140从出模方向反向顶出，安装孔形成，无需进行额外机加工。安装孔由顶出件140的位置决定，位置一致性好。上述铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，结构简单，可快速制备得到散热效果好的铝碳化硅底板，加工效率高，工序简单操作便捷，安装孔一致性好，适合批量生产。

可选地，参照图1、图3和图4，基板腔110和柱孔120的径向横截面积从上至下逐渐缩小，基板腔110的腔壁相对腔底倾斜设置形成便于铝碳化硅底板拔出的第一拔模角111，柱孔120的孔壁相对孔底倾斜设置形成便于铝碳化硅底板拔出的第二拔模角121。第一拔模角111为2°～5°，第二拔模角121为4°～8°。基板腔110的腔壁相对腔底倾斜设置形成便于铝碳化硅基板从中拔出的第一拔模角111，柱孔120的孔壁相对孔底倾斜设置形成便于铝柱从中拔出的第二拔模角121。基板腔110和柱孔120上大下小，铝碳化硅基板和铝柱形成相应形状，便于整个铝碳化硅底板从模具中脱出。上述拔模角的设置，可使得保证铝碳化硅底板易脱模效果，同时第一拔模角111为2°～5°在保证铝碳化硅基板易于拔出保证脱模效果的同时，使得压铸形成的铝碳化硅基板的侧面接近于垂直其顶面，铝碳化硅基板近似为长方体较为规则，便于加工和使用。

可选地，参照图1，基板腔110的深度为4～6毫米。柱孔120为锥形孔，柱孔120的深度为3～8毫米。柱孔120的深度为3～8毫米，使得铝柱散热效果好。

可选地，顶出件140与出模孔130为间隙配合，间隙为0.1～0.2毫米。该设计可防止碳化硅预制件200在基板腔110内窜动造成破碎。

可选地，参照图7～8，出模孔130为锥形孔，顶出件140为销钉，销钉的底部为小径端，小径端的直径为4～6毫米，销钉的凸出部141的中部为大径端，大径端的直径为7～10毫米。

销钉为较为常见的零件，采用其作为顶出件140更为方便。销钉的两端一端为小径端，另一端为凸出部141。小径端伸入出模孔130中与锥形孔配合，凸出部141的直径最大处为大径端即为，凸出在出模孔130上，与碳化硅预制件200的预制孔210配合。销钉的小径端的直径为4～6毫米，销钉的大径端的直径为7～10毫米。该设计的销钉有利于铝碳化硅底板脱模。

可选地，凸出部141与预制孔210为间隙配合，间隙为0.15～0.25毫米。凸出部141伸入预制孔210中，二者之间的间隙为0.15～0.25毫米，该设计可保证最终铝碳化硅底板的安装孔的精度。

可选地，基板腔110与碳化硅预制件200的各边均为间隙配合，单边间隙为0.2～0.4毫米。基板腔110与碳化硅预制件200的形状相似，碳化硅预制件200的外缘均与基板腔110相应边的之间均为间隙配合。碳化硅预制件200外缘各边与基板腔110的间隙为0.2～0.4毫米，利于铸造后外加铝液凝固收缩更容易与模具分离。

可选地，参照图1和2，柱孔120在基板腔110底部均匀分布，该设计增强了散热效果。

可选地，参照图1和2，柱孔120分多排分布，各排之间的柱孔120错位排布，可更好地起到阻流的作用，散热效果更好。

本实用新型另一方面提供了一种碳化硅预制件200，参照图5和6，碳化硅预制件200用于与上述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具的基板腔110配合，碳化硅预制件200的边缘开设有用于与顶出件140配合的预制孔210。碳化硅预制件200可镶嵌在基板腔110中，底面与基板腔110底面接触。碳化硅预制件200边缘开设有与顶出件140配合的预制孔210。

本实用新型还提供了一种铝碳化硅底板，铝碳化硅底板由上述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具压铸得到，铝碳化硅底板包括经碳化硅预制件200与基板腔110配合形成的铝碳化硅基板、柱孔120中形成的熔接在铝碳化硅基板底部的铝柱和预制孔210中形成的设置在铝碳化硅基板底部边缘的安装孔。

铝碳化硅底板包括铝碳化硅基板以及设置在铝碳化硅基板上的铝柱和安装孔。由于设置了铝柱，铝碳化硅底板的散热效果更好。安装孔的设置使得铝碳化硅底板安装更为方便。

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。

Claims (10)

1.一种铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述近净成型压铸模具的表面开设有用于容纳碳化硅预制件(200)的基板腔(110)，所述基板腔(110)包括设置于所述基板腔(110)底部边缘的出模孔(130)和多个设置于所述基板腔(110)底部用于压铸时外加铝液渗入形成铝柱的柱孔(120)，所述柱孔(120)为盲孔；

所述出模孔(130)为通孔，且其中设有沿所述出模孔(130)轴向活动设置的用于将所述铝碳化硅底板从所述基板腔(110)中顶出的顶出件(140)，所述顶出件(140)包括凸出于所述出模孔(130)上用于与碳化硅预制件(200)上的预制孔(210)配合的凸出部(141)。

2.根据权利要求1所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述基板腔(110)和所述柱孔(120)的径向横截面积从上至下逐渐缩小，所述基板腔(110)的腔壁相对腔底倾斜设置形成便于所述铝碳化硅底板拔出的第一拔模角(111)，所述柱孔(120)的孔壁相对孔底倾斜设置形成便于所述铝碳化硅底板拔出的第二拔模角(121)；

所述第一拔模角(111)为2°～5°，所述第二拔模角(121)为4°～8°。

3.根据权利要求2所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述基板腔(110)的深度为4～6毫米，所述柱孔(120)为锥形孔，所述柱孔(120)的深度为3～8毫米。

4.根据权利要求1所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述顶出件(140)与所述出模孔(130)为间隙配合，间隙为0.1～0.2毫米。

5.根据权利要求4所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述出模孔(130)为锥形孔，所述顶出件(140)为销钉，所述销钉的底部为小径端，所述小径端的直径为4～6毫米，所述销钉的凸出部(141)的中部为大径端，所述大径端的直径为7～10毫米。

6.根据权利要求5所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述凸出部(141)与所述预制孔(210)为间隙配合，间隙为0.15～0.25毫米。

7.根据权利要求1所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述基板腔(110)与所述碳化硅预制件(200)的各边均为间隙配合，单边间隙为0.2～0.4毫米。

8.根据权利要求1所述的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具，其特征在于，所述柱孔(120)在所述基板腔(110)底部均匀分布。

9.一种碳化硅预制件，其特征在于，所述碳化硅预制件(200)用于与权利要求1～8中任一项的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具的基板腔(110)配合，所述碳化硅预制件(200)的边缘开设有用于与顶出件(140)配合的预制孔(210)。

10.一种铝碳化硅底板，其特征在于，所述铝碳化硅底板由权利要求1～8中任一项的铝碳化硅底板的近净成型压铸模具压铸得到，所述铝碳化硅底板包括经碳化硅预制件(200)与基板腔(110)配合形成的铝碳化硅基板、柱孔(120)中形成的熔接在所述铝碳化硅基板底部的铝柱和预制孔(210)中形成的设置在所述铝碳化硅基板底部边缘的安装孔。