CN210080720U - 一种多孔导热基板超声塑化成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多孔导热基板超声塑化成型装置，包括相适配的上模仁与下模仁，所述下模仁固设于下模机构上，所述上模仁在上模机构的带动下做合模运动；所述下模仁底部设有放置环形发热棒的容纳槽，其底部还设有与多孔导热基板多孔结构位置及尺寸相同的多个通孔；还包括抽芯板，所述抽芯板包括固定部以及设于固定部上、由固定部向外伸出的多孔成型部。与现有技术中的机械加工方法完全不同，采用本实用新型中的装置对钨铜合金原料进行超声塑化成型，直接制成所需钨铜合金多孔导热基板，不仅能够大幅提升加工效率，而且生产效率高、成本低。

Description

一种多孔导热基板超声塑化成型装置

技术领域

本实用新型属于成型技术领域，具体涉及一种多孔导热基板超声塑化成型装置。

背景技术

电子封装材料又称为热控制材料，是用于微电子工业的一种具有低膨胀系数和高导电导热性能的封装材料。随着电子工业的发展，尤其是集成电路的封装密度的提升以及大功率化都对电子封装材料的要求越来越苛刻，传统的电子封装材料都不能满足日益发展的需要。钨铜电子封装材料属于MMC（Metal-Matrix-Composites）金属基电子封装材料，由于具有良好的导热导电性以及低的热膨胀系数和良好的微波屏蔽功能等优点而受到青睐，而且通过调整铜的成分含量，可获得不同要求热膨胀系数和导热系数，大量被应用于微波管、功率模块和集成电路的芯片上，是近年来发展很快的一种新型电子封装材料。

钨铜合金作为多孔导热基板使用时，现有技术中的制备方法为：将钨铜合金制成基板，或者直接购买钨铜合金板，利用机械加工方法（如CNC），在基板上加工出所需的孔状结构。上述制备方法具有如下缺点：

1、钨铜合金材料硬度高，而加工多孔结构的孔位小且多，加工过程中对家具和加工工艺都有非常高的要求，成本高。

2、钨铜合金基板一般厚度不高，往往小于1mm，硬度高且加工出的孔状结构呈阵列结构，整体脆性大，加工过程困难且效率低，很容易产生不良品，导致工艺难、成本高。

3、采用机械加工方式进行加工的工艺过程耗时长，效率低下、一致性差。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种钨铜合金制多孔导热基板超声塑化成型用的装置。与现有技术中的机械加工方法完全不同，采用本实用新型中的装置对钨铜合金原料进行超声塑化成型，直接制成所需钨铜合金多孔导热基板，不仅能够大幅提升加工效率，而且生产效率高、成本低。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型中提供的一种多孔导热基板超声塑化成型装置，包括相适配的上模仁与下模仁，所述下模仁固设于下模机构上，所述上模仁在上模机构的带动下做合模运动；

所述下模仁底部设有放置环形发热棒的容纳槽，其底部还设有与多孔导热基板多孔结构位置及尺寸相同的多个通孔；还包括抽芯板，所述抽芯板包括固定部以及设于固定部上、由固定部向外伸出的多孔成型部；

所述多孔成型部插设于所述下模仁底部的多个通孔内，合模后与所述上模仁、下模仁构成所述多孔导热基板的成型型腔。

进一步地，所述抽芯板多孔成型部为圆台状结构，且其与所述固定部相接端截面积更大。

进一步地，所述上模机构包括上模面板与上模板，所述上模仁、上模板、上模面板依次固定相连，所述上模面板端部连接上模驱动装置。

进一步地，所述上模仁与下模仁周侧设有超声波换能器。

进一步地，所述上模面板与上模板、所述上模板与所述上模仁以螺丝连接。

进一步地，所述下模机构包括下模推板、下模板和下模底板，所述下模板与所述下模底板固定相连，所述下模仁与所述下模推板固定相连。

进一步地，所述抽芯板与所述下模板固定连接。

进一步地，所述下模板上设有弹簧，所述下模板与所述下模推板之间设有导柱，所述下模仁与所述下模推板的组件在外力以及所述弹簧回弹力作用下沿所述导柱在弹簧与所述下模板与所述下模底板的组件做相对运动。

进一步地，所述弹簧在下模板上为均匀设置。

进一步地，所述下模板与所述下模底板、所述下模仁与所述下模推板以螺丝连接。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种钨铜合金制多孔导热基板超声塑化成型用的装置。与现有技术中的机械加工方法完全不同，采用本实用新型中的装置对钨铜合金原料进行超声塑化成型，直接制成所需钨铜合金多孔导热基板，不仅能够大幅提升加工效率，而且生产效率高、成本低。

附图说明

图1为本实用新型中多孔导热基板超声塑化成型装置的结构示意图；

图2为本实用新型中多孔导热基板超声塑化成型装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型中多孔导热基板的结构示意图；

图4为本实用新型中抽芯板结构示意图；

图5为本实用新型中上模仁截面图；

图6为本实用新型中下模仁底部结构示意图；

图7为本实用新型中上模板结构示意图；

图8为本实用新型中下模板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

如附图1所示为本实施例中提供的多孔导热基板超声塑化成型装置的结构示意图，为进一步显示清楚其结构，附图2所示为多孔导热基板超声塑化成型装置的立体结构示意图。多孔导热基板超声塑化成型装置的核心结构包括相适配的上模仁4与下模仁5，下模仁5固定装设于下方的下模结构中，上模仁4固定于上模机构中，在上模机构的带动下做合模运动。上模仁4周侧装设有超声波换能器1a，下模仁5周侧装着有超声波换能器1b。在实际塑化成型设备中超声波换能器1a、1b还连接有各自的驱动装置，在附图中为了更清楚显示核心结构，将驱动装置省略，采用现有技术即可，在此不加赘述。为了在立体图中更加清楚显示上模仁与下模仁的结构及位置关系，附图2中将超声波换能器1a、1b省略。超声波换能器1a、1b在超声塑化成型过程中，将输入的电功率转化为超声波作用于模腔内。

上模机构具体包括：上模面板2与上模板3，上模仁4以螺丝结构固定于上模板3上，上模板3与上模面板2通过上模固定螺丝11固定，从结构上看，上模仁4、上模板3、上模面板2依次固定相连，上模面板2端部连接上模驱动装置，在附图中，为更为清晰的显示本发明中的成型装置结构，上模驱动装置未画出，可采用现有技术中的任何动模驱动装置即可，在此不加赘述。

下模机构具体包括：下模推板7、下模板9和下模底板10，下模板9与下模底板10固定相连，下模仁5与下模推板7固定相连。下模板9与下模底板10（附图1、2中所示，下模板9与下模底板10通过下模固定螺丝17进行固定连接）、5下模仁与下模推板7均分别以螺丝固定连接。

下模板9上设有弹簧15，弹簧15一端固定于下模板9上。下模板9与下模推板7之间设有导柱8，下模仁5与下模推板7的组件可在外力以及弹簧15回弹力作用下沿所述导柱在弹簧与下模板与所述下模底板的组件做相对运动。弹簧15在下模板上为均匀设置，即沿着下模板均匀设置，使弹簧受压后回弹下模推板7的力均匀。

上模板3结构如附图7所示，下模板9结构如附图8所示。

多孔导热基板12的结构如附图3所示，为圆形结构，其本体1201上根据设计设有多个孔状结构1202。实现多孔导热基板成型的结构包括：

上模仁4（如附图5所示具有腔体结构的模仁）与下模仁5设为与多孔导热基板本体1201尺寸相适配的尺寸，同时，如附图6所示，下模仁5底部设有放置环形发热棒6的容纳槽，具体包括环形容纳槽505和侧边容纳槽501和502，环形容纳槽与侧边容纳槽构成环形加热棒的装置空间，在本实施例中，还设有环形加热棒固定板13，将环形发热棒固定于环形加热棒的装置空间内，该环形发热棒固定板的结构尺寸与抽芯板14相适配，其结构只需不影响抽芯板的作用即可。下模仁底部还设有与多孔导热基板多孔结构位置及尺寸相同的多个通孔504。还包括抽芯板14，如附图4所示结构，抽芯板包括固定部1401以及设于固定部上、由固定部向外伸出的多孔成型部1402。如附图1、附图2所示，抽芯板14装设于下模板9上，抽芯板14与下模板9利用限位螺钉16进行固定连接，抽芯板的多孔成型部1402插设于下模仁5底部的多个通孔（附图6中504）内，合模后与上模仁、下模仁构成多孔导热基板的成型型腔，由于抽芯板插入下模仁通孔内，合模成型后才能制成如附图3所示的具有多孔结构的圆形板状结构。如附图4所示，抽芯板多孔成型部1402为圆台状结构，且其与固定部相接端截面积更大，类似笋状结构。

本实施例中的多孔导热基板的制备方法如下：

S01，原料制备：将平均粒度在0.1微米的钨铜合金粉末与聚丙烯、高密度聚乙烯和石蜡按设定的比例混合均匀，在金属容器中加热至180℃，并不断搅拌，使得混合物变成膏状；将此膏状混合物移至双螺杆挤出造粒机中进行挤出造粒，制备成颗粒状的原料；

S02，装料：将S01中制备得到的原料直接装载入模腔内，注意不使颗粒原料溢出即可，设置环形发热棒的加热温度在50-100℃范围内；

S03，塑化成型：打开超声波换能器以及环形发热棒，合模，对模腔施加压力，此时原料中的高分子在超声波功率的作用下塑化熔融流动，带动金属粉末均匀填充模具型腔，关闭超声波发生器，待高分子材料重新固化之后，模具顶出结构顶出产品，取出相应塑化成型的多孔导热钨铜合金基板生坯；

S04，脱脂烧结：将生坯放入脱脂烧结一体炉中，以每分钟0.5度的升温速率升温至600度，将其中的高分子材料加热挥发并抽走之后，再以每分钟3-5度的升温速率升温至1300度进行致密化烧结，保温时间3小时，然后随炉冷却，最终获得所需要的多孔导热钨铜合金基板。

利用本实施例中的超声塑化成型装置进行的步骤即为上述制备方法中的步骤S03，具体为：

直接装载好原料后，打开超声波换能器以及环形发热棒，同时驱动上模面板2所连接的上模驱动装置，使上模仁4向下运动从而与下模仁5合模。合模后，抽芯板14插入模腔内，原料中的高分子在超声波以及环形发热棒6加热的作用下塑化熔融流动，带动金属粉末均匀填充模具型腔，构成具有孔状结构的多孔板，此时弹簧15为压紧状态。然后关闭超声波换能器，待高分子材料重新固化之后，再次驱动上模面板2所连接的上模驱动装置，使上模仁4离开下模仁，从而开模，此时弹簧15回弹，将上模推板7顶起，上模推板7沿导柱8向上运动，远离上模板9，从而使抽芯板14离开模腔，得到完整的塑化成型的多孔导热钨铜合金基板生坯。

由上述实施例可以看出，本实用新型中的钨铜合金制多孔导热基板超声塑化成型用的装置与现有技术中的机械加工方法完全不同，采用本实用新型中的装置对钨铜合金原料进行超声塑化成型，直接制成所需钨铜合金多孔导热基板，不仅能够大幅提升加工效率，而且生产效率高、成本低。

本实用新型中提供的多孔导热基板超声塑化成型装置不仅能够用于制备钨铜合金多孔导热基板，还可作为粉末冶金工艺中具有多孔结构金属构件的制备方法。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：

包括相适配的上模仁与下模仁，所述下模仁固设于下模机构上，所述上模仁在上模机构的带动下做合模运动；

所述下模仁底部设有放置环形发热棒的容纳槽，其底部还设有与多孔导热基板多孔结构位置及尺寸相同的多个通孔；还包括抽芯板，所述抽芯板包括固定部以及设于固定部上、由固定部向外伸出的多孔成型部；

所述多孔成型部插设于所述下模仁底部的多个通孔内，合模后与所述上模仁、下模仁构成所述多孔导热基板的成型型腔。

2.如权利要求1所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述抽芯板多孔成型部为圆台状结构，且其与所述固定部相接端截面积更大。

3.如权利要求1所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述上模机构包括上模面板与上模板，所述上模仁、上模板、上模面板依次固定相连，所述上模面板端部连接上模驱动装置。

4.如权利要求1所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述上模仁与下模仁周侧设有超声波换能器。

5.如权利要求3所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述上模面板与上模板、所述上模板与所述上模仁以螺丝连接。

6.如权利要求1所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述下模机构包括下模推板、下模板和下模底板，所述下模板与所述下模底板固定相连，所述下模仁与所述下模推板固定相连。

7.如权利要求6所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述抽芯板与所述下模板固定连接。

8.如权利要求7所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述下模板上设有弹簧，所述下模板与所述下模推板之间设有导柱，所述下模仁与所述下模推板的组件在外力以及所述弹簧回弹力作用下沿所述导柱在弹簧与所述下模板与所述下模底板的组件做相对运动。

9.如权利要求8所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述弹簧在下模板上为均匀设置。

10.如权利要求6所述多孔导热基板超声塑化成型装置，其特征在于：所述下模板与所述下模底板、所述下模仁与所述下模推板以螺丝连接。

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