TWI407517B

TWI407517B - 多厚度帶的製造方法

Info

Publication number: TWI407517B
Application number: TW097137003A
Authority: TW
Inventors: Choong Yeol Kim
Original assignee: Choong Yeol Kim
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2013-09-01
Also published as: KR20090034003A; TW200917397A; KR100903266B1

Description

多厚度帶的製造方法

本發明係有關於主要被用於半導體釘架材料的多厚度帶(MGS)之製造方法。多厚度帶參考作為一種包含有沿著縱向連續配置之一厚的部分和一薄的部分之帶狀構件。本發明係有關於藉由使用一般用途的輥子或壓製具，以製造多厚度帶的方法。

多厚度帶是一種用於釘架中的構件，釘架提供電力給予需求大電容量之半導體元件，或給予電力或電子元件，同時支撐該等元件。舉例說明，釘架不但被使用於提供電力給例如是一電晶體或一連結器之集熱元件，而且順利地將從該等元件所產生的熱散發出去。多厚度帶一般的製造是利用在銅以及銅合金所製成的細長物中，形成一厚的部分和一薄的部分，其中，該薄的部分是被使用作為一導引，而該厚的部分是作為一散熱器。

習知的多厚度帶形成為具有厚度大約是厚的部分之30%的薄的部分。然而，其無法藉由習知滾壓的方法被形成，因為此滾壓的動作會使得薄的部分之長度被拉得更長。因此，不同的將材料往橫向延展之方法已被發展，以形成一薄的部分。

在多厚度帶的習知製造方法中，削去部分的特定材料，以形成薄的部分，或將用於薄的部份之材料焊接到厚的部分之個別末端，或之類的方法已被使用一段時間了。然而，此些方法在目前因為其差的競爭力而未被使用。近幾年中，將材料往橫向緊拉的模式主要被使用。

在多厚度帶的製造方法中，其中之一種最為普遍被使用的方法是如圖1中所示的一種利用V型軋延的方法。此方法加工了一細長材料(2)，其包括有在方塊(1)中心上側所形成的溝槽(凹)(1b)，以及接著在溝槽(1b)的個別左右側中，形成斜面(1c)，其中，該斜面(1c)從尖銳的角度部件(1a)擴展，以形成V的形狀。

隨著將細長材料(2)接觸到方塊(1)，嵌入溝槽(1b)的細長材料(2)之中心部分，被形成如圖2中所示的厚的部分(2a)，且厚的部分(2a)之低的部件之個別側被一正確角度之部件(1d)切斷，且一在方塊(1)中的溝槽之上部件中，一尖銳角度的部件(2a)形成了一具有傾斜的表面(2c)以及直的表面(2d)之切斷的部件(2b)。當在此狀態下，進一步將該細長材料(2)往前推進時，該切斷部件(2b)的大小因著逐漸擴張的傾斜表面(1c)而增加，且該切斷部件(2b)藉由該方塊(1)之平的部件(1e)形成為一薄的部分(2e)。接著，一具有厚的部分(2a)和薄的部分(2e)之多厚度帶(2')被形成。

在此時，為了在方塊(1)上形成細長的材料(2)，一輥子(未顯示)在材料饋給的方向上，在前後來回的運動方式移動，或在材料饋給的正確角度上，在以左右來回的運動方式移動。進一步，使用高速下對於材料的上側的搥打，或該方塊(1)可以被修正為具有用於成形之輥子的形狀。

然而，在上列的方法中，一輥子應該在前後來回移動的同時施加壓力，且交互移動的其中之一應該是未加載的，因此，生產速度是低的，原因在於速度和壓力輸送的限制。進一步，因為一方塊的形狀被構形成包含有一“V型”的斜面，而難以製造、保養和維修該方塊，且尖銳角度部件的形狀難以抵抗施加的壓力。

特別是，對於一具有兩個厚的部分之W型多厚度帶，壓力應該隨著溝槽中的一突出物(2f)的體積大小增加，因此迫使需要高的射出功率，因而導致了在其本身的成形以及材料轉換的限制。

有另一種方法稱做MGR(多槽的輥壓)，其中，一對個別的上與下側之輥子分別具有凹槽和凸起物(3a、3b)，以及一對具有平坦表面(4a、4b)之上與下側的輥子，在一前一後並排下，分別被放置在多個階段處，如圖3中所示。在此方法中，該上側與下側之輥子(3a、3b)加壓在材料(5)的兩側，以形成一彎曲的部件和一薄的部分，接著該具有平坦表面(4a、4b)的上與下側之輥子藉由重複的滾動，將已成形之材料的凹槽與凸起物修正成一平坦表面。換言之，該薄的部分是藉由在左和右側的方向上都被逐步的擴大而形成。

在方法中，當藉由單一的滾動動作所形成之薄的部分之寬度是設定為寬的時候，波浪紋被產生在薄的部分中，且當寬度是設定為窄的時候，分別具有凹槽和凸起物的上與下側之一對輥子的數量應該被增加，在總製造成本上增加了工具的成本。因此，透過使用具有一平坦表面的上與下側之輥子的修正，厚的部分之長度被形成為與薄的部分之長度相同。

如上述MGR方法的另一實施例，上與下側輥子的多個階段以一前一後並排的方式被放置用於成形。此方法如在圖4中所示，使用上側輥子(6)，其中一溝槽(6a)、在溝槽個別側中的平坦表面(6b)，以及一斜面(6c)被形成，以及與上側輥子一起之具有一平坦表面的下側輥子(未顯示)。該上側之輥子(6)藉由將材料(7)的中心部分嵌入溝槽(6a)中，形成了一厚的部分(7a)，且該平坦表面(6b)以及該斜面(6c)在薄的部分之末端皆同時形成了薄的部分(7b)和斜面(7c)。以上的過程被重複，以逐步增加該薄的部分之寬度。

在此時，當薄的部分之寬度被設定是寬的時候，以減少輥子的數量，其獲得的結果將如圖3的MGR方法中所獲得的結果相同。因此，其將被製成具有在薄的部分之個別末端中在橫向之斜面，且一修正的過程將藉由上側，以及具有如圖3的上述之MGR方法之平坦表面的下側輥子完成。

對於圖3中所顯示的方法，細長材料經由如在圖5的剖面圖所示之形狀A、B，接著是C形成為一多厚度帶。換言之，藉由重複在橫向上，從側邊到中心的材料成形，薄的部分之寬度增加了，同時減少厚的部份之寬度。進一步，在圖4所示的方法中，該細長材料經由形狀D、E，接著是F被形成為一多厚度帶。換言之，成形是以一厚的部分首先被形成在材料的中心部分，且接著薄的部分之寬度是以在材料的中心部分之個別側中增加的方式被完成。

在此同時，對於在圖4到6中所呈現之方法，需要大量的輥子用於成形，造成了工具成本的增加，且當一材料通過各個成形輥子時，速度將因為在橫向上之一厚的部分之位置應該不斷地被維持，而被限制住。進一步，因為在重複施加壓力於厚的部份之個別側的期間，產生了粉末，所以增加了不良率。

此外，在上述的方法中，以一前一後並排被配置的個別輥子需要一增速的功能，因為厚的部分和薄的部分之厚度皆在材料通過上下輥子時被減少，其中此減少造成了在長度上的增加。進一步，材料在重複成形的過程中變硬，因此需要專用的大尺寸設備。

同樣地，上述的方法皆具有相同的問題，當透過一材料的重複成形過程以形成薄的部分時，該材料的位置在成形的期間是不固定的。因此，一具有數個厚和薄的部分之形狀的成形，在結構上是被限制住的。

本發明已被設計為解決習知技術之問題。本發明之目的為提供一種多厚度帶的製造方法，藉由首先形成具有在細長材料低側中的溝槽之薄的部分，從而在溝槽與低側輥子之間製造出一特定的空間，其中該空間使得在當厚的部分和薄的部分被形成在上側中時，在橫向的延長速度是高的，使其中一厚的部分和一薄的部分之成形可以被同步處理，即厚的部分在縱向的延長速度變得與薄的部分之延長速度相同。

為了達成前述之目的，本發明之多厚度帶之製造方法的特徵在於包括有：沿著橫向被形成之一相對厚的部分和一相對薄的部分，同時連續轉換細長材料之一多厚度帶的製造方法之以下步驟：主要藉由擠壓細長材料的的上側，以造成在薄的部分被形成之部件下側中的溝槽；且其次藉由擠壓主要形成的細長物之上側，以將具有溝槽之部件形成在薄的部分內，將其餘的部件形成在厚的部分內，以形成一細長材料。

進一步，根據本發明之多厚度帶的製造方法，被形成在主要成形步驟的溝槽是梯形或彎曲的表面。

更進一步，根據本發明之多厚度帶的製造方法，主要的成形步驟包含有：將細長材料形成為一具有在細長物之橫向上之中心處之厚的部分，以及在低側的個別末端所形成的溝槽(凹)之加工過的細長物；且第二成形步驟包含有：將加工過的細長物形成為一包括在中心厚的部分和在厚的部分個別末端的薄的部分之多厚度帶。

此外，根據本發明之多厚度帶的製造方法，第二成形步驟包含有：藉由在厚的部分之個別末端處的中心形成一方形之凹處區域，以形成一W型的多厚度帶。

進一步，根據本發明之多厚度帶的製造方法，主要的成形步驟包含有：將一細長材料形成為一具有在細長材料的低側中之多個溝槽之加工過的細長物，以及一在該溝槽之間的厚的部分；且第二成形步驟包含有：將加工過的細長物藉由將加工過的細長物的內側部件中之溝槽，形成為一薄的部分且接著同時將個別末端部件之溝槽形成為一薄的部分，形成為包括了多個在多厚度帶之間的厚的部分和薄的部分之多厚度帶。

更進一步，根據本發明之多厚度帶的製造方法，將在第二成形步驟在內側部件之溝槽形成為一薄的部分，是以中心的溝槽到外圍的溝槽之順序，接續被處理。

更進一步，根據本發明之多厚度帶的製造方法，主要的成形步驟包含有：將細長材料形成為一具有在低側中心處之突起物的個別側中的已成形溝槽之加工過的細長物，和一形成在溝槽外側之厚的部分；以及一第二成形步驟包含有：將已加工過的細長物形成為一包括有在細長物的個別末端之厚的部分以及一在厚的部份之間的薄的部分之多厚度帶。

以下，根據本發明之多厚度帶的製造方法係藉由參考附圖被描述如下：根據本發明，一種本發明之多厚度帶的製造方法包含有製造多厚度帶之方法的下述步驟，其多厚度帶包含有被沿著橫向所形成的相對厚的部分和相對薄的部分，同時持續轉換一細長材料：主要藉由擠壓細長材料之下側，以形成一細長材料，以在一薄的部分將被形成之該部件的低側中製成一溝槽；且其次藉由擠壓主要成形之細長物的上側，以形成產生的細長物，以將具有溝槽的部件形成為薄的部分，以及將其餘部件形成為厚的部分。根據本發明之方法的明確例子被描述於下。

＜範例一＞

根據本發明之多厚度帶之製造方法的第一實施例包含的步驟有：將一細長材料(10)形成為一加工過的細長物(20)，其中一厚的部分(21)被形成在橫向的中心部分，以及在個別低側末端中所形成的溝槽(凹)(22)；以及將加工過的細長物(20)形成為一具有在中心處之厚的部分(31)之個別側上所形成的薄的部分(32)之多厚度帶(30)，如圖7和8中所示。

在此時，溝槽(22)的形狀未特別被限制，且可包括例如是圓形或橢圓形式或梯形的彎曲溝槽。

加工過的細長物(20)藉由一第一具有至少一在橫向上的個別側末端之突起物(101')之低側輥子(101)，以及具有一平坦表面(未顯示)之一第一上側輥子，並且多厚度帶(30)藉由一具有一平坦表面之第二低側輥子(未顯示)，以及一具有對應於中心之厚的部分之一溝槽(102')之第二上側輥子(102)被連續形成。

第一低側輥子(101)的突起物(101')上的細長材料(10)藉由第一上側輥子被擠壓。一具有相對於突起物之形狀的溝槽(22)藉由擠壓被形成在細長物的低側，同時形成了一往橫向以及縱向延長之加工過的細長物(20)。被形成在加工過的細長物(20)的低側之溝槽(22)形成了一在具有一平坦表面的第二低側輥子之上的空間。至於以上所形成的空間，當加工過的細長物(20)的上側被嵌入第二上側輥子(102)之溝槽(102')內，以形成一厚的部分(31)時，第二上側輥子(102)之平坦的部分使得在加工過的細長物(20)中的溝槽之傾斜的區域，逐漸與第二下側輥子之上側接觸，造成溝槽的傾斜區域厚度減少，使得溝槽的末端在橫向和縱向上被延長，以形成一薄的部分(32)。因此，一多厚度帶(30)終於被形成，其包括有在中心處的厚的部分(31)和在厚的部份之個別側之薄的部分(32)。

在該加工過的細長物(20)中，薄的部份之厚度是被形成大於最終的多厚度帶(30)之薄的部分被需求的厚度，因為加工過的細長物(20)的上側在當與第二上側輥子(102)的溝槽(102')接觸時，被延展且伸長。換言之，在藉由該第二上側輥子(102)的溝槽(102')形成該厚的部分的同時，該平坦的部分擠壓了加工過的細長物(20)的溝槽部件之上側，以在橫向上延展該加工過的細長物。與該同時地，在個別的厚的部分和薄的部分幾乎相同的體積在縱向亦是被延長，因而使得在厚的部分與薄的部分之縱向的延長速度相同。此是歸因於具有溝槽之加工過的細長物(20)的截面形狀。

在以上中，即使在厚的部分和薄的部分沒有多餘的體積將被延長(伸展)，成形步驟仍舊如上所述被完成，除非是消除用於相對應減少的體積之輥壓運轉。進一步，在多厚度帶應具有一有著大寬度的的部分之案例中，在形成一空間之加工過的細長物(20)中，溝槽的傾斜部件被允許具有尖銳的角度，以延伸傾斜部件的長度。在一多厚度帶應該具有一相對窄的薄的部份之案例中，溝槽的傾斜部件之長度被允許縮短。如此些，溝槽的形狀和大小是根據標準的需求被選擇式地調整。

到目前為止被描述的成形可以被相同應用到其他的例子中，因此在其他的例子中，刪減了對於此進一度的描述。

一壓製具和一鑄件，亦即沖壓和沖模或之類的可以取代輥子被使用於成形。加工過的細長物(20)是藉由低側之具有至少一在橫向上的個別末端之突起物(111)的沖壓件(110)，以及一平坦的上側沖模(120)的使用而被形成。多厚度帶(30)藉由具有一相對於一平坦的低側模件(130)之中心上的厚的部分(31)之溝槽(141)的上側沖壓件(140)的使用被形成。

＜範例二＞

本發明之此範例二描繪了一方法，其中當在以上的範例一中將加工過的細長物(20)形成為一多厚度帶(30)時，一方形的凹槽區域(33)被形成在厚的部分(31)中心處的上側，造成了如圖9中所示的W型多厚度帶(30')。

在此方法中，當一用於形成一W型的多厚度帶(30')之一上側的沖壓件(240)時，一具有形成在低側中心內的方形凹槽區域(242)之溝槽(241)被使用。在此方法中，溝槽(241)中的壓力隨著方形凹槽區域(242)的體積大小而增加，當相較於一溝槽(241)僅被形成於上側沖壓件(240)的溝槽之案例，然而，被形成在加工過的細長物(20)的低側中之空間增加了材料的彈性。因此，成形的完成不需要高的壓力，且可能不需要在材料的射出和轉換上有所限制。

＜範例三＞

本發明之範例三描繪了一方法，其包含有：將細長材料形成為一已具有多個在低側的溝槽(42)，以及溝槽之間的厚的部分(41)之一加工過的細長物(40)的步驟；以及藉由將加工過的細長物(40)的內側部件中之溝槽形成為一薄的部分，接著同時將個別末端之溝槽形成為一薄的部分，如圖10中所示，將加工過的細長物(40)形成為一包括有多個厚的部分(51)和在厚的部份之間的薄的部分(52)之一多厚度帶(50)之步驟。

在此方法中，當將加工過的細長物(40)形成為一多厚度帶(50)時，成形較佳地是以在加工過的細長物(40)的中心之溝槽到外側之溝槽的順序被接續執行，且接著最終在加工過的細長物(40)的邊緣中，將溝槽形成為一薄的部分。在此案例中，該溝槽可以被形成為一梯型或彎曲的溝槽。

特別的是，一細長材料是藉由具有多個突起物和一平坦的上側沖模(320)之低側沖壓件(310)的使用，被形成為一具有在低側的多個溝槽之第一加工過的細長物(40)；接著該第一加工過的細長物(40)被形成為一第二加工過的細長物(45)，在第二加工過的細長物中，內側溝槽部件藉由一平坦的低側沖模(330)以及一具有相對於第一加工過的細長物(40)的內部溝槽之突起物的第一上側沖壓件(340)，被形成為一薄的部分；且最終該第二加工過的細長物(45)藉由一平坦的低側沖模(330)以及一第二具有相對於該第一加工過的細長物(40)的溝槽(42)之突起物(351)的沖壓件(350)，被形成為一具有數個厚的部分(51)和在厚的部分之間形成的薄的部分(52)之多厚度帶(50)。

輥子可以取代一沖壓和一沖模的鑄件和壓製具，被使用於一多厚度帶(50)的成形。

＜範例四＞

本發明之範例四描繪了一方法，其包含有：將細長材料形成為一具有在低側中心處之突起物(63)的個別側之溝槽(62)，以及被形成在溝槽的個別側之厚的部分(61)的加工過的細長物(60)之步驟；以及將加工過的細長物(60)形成為包括有在個別末端之厚的部分(71)，以及在厚的部份之間的薄的部分(72)之多厚度帶(70)，如圖11中所示。

在此方法中，加工過的細長物(60)的突起物(63)較佳地被形成為一彎曲的形狀，且該等溝槽(62)可以適當地具有梯形或是彎曲的形狀。

特別是，細長材料是藉由具有溝槽(412)被形成在中心的突起物(411)之低側的沖壓件(410)，以及一平坦的上側沖模(420)，被形成為一具有在細長物的低側中心的突起物(63)、被形成在突起物之間的溝槽(62)，以及被形成在溝槽(62)個別側的厚的部分(61)之加工過的細長物(60)；且接著該加工過的細長物(60)藉由一平坦的低側沖模(430)和一具有相對於加工過的細長物(60)的溝槽(62)之突起物(441)的上側沖壓件(440)，被形成為一包括有在個別末端的厚的部分(71)，以及在厚的部分之間的薄的部分(72)之多厚度帶(70)。

在此方法中，因為內側的突起物(411)具有線狀的彎曲形狀，在橫向的延長速度是高於在縱向的。換言之，如上述在溝槽的傾斜部件中，橫向中的延長速度是高於縱向中的。因此，在多厚度帶(70)的中心形成一相當較寬之薄的部分是可能的。進一步，在此例子中，輥子亦可取代沖壓和沖模的沖模和鑄件被使用。

在上述中，本發明已透過較佳的實施例被描述。然而，本發明的範疇未被限制在此特定的例子中，且可以由習知該項技術者藉由參考關於本發明所附加的申請專利範圍進一步的改良，而未脫離本發明之精神。

根據本發明之多厚度帶的製造方法，藉由能夠以一般低價的設備形成一多厚度帶，以降低投資的成本；藉由歸因於簡單化的成形過程，而降低製程工具數量的使用，以降低製造成本；將粉末的產生降到最低，因而在提升生產力的同時，降低不良率；並且藉由允許材料可選擇形成一厚的部分和一薄的部分之位置，以導致不同形狀的多厚度帶是可能的。因此，本發明可以貢獻於多厚度帶被使用的半導體部件和電力或電子部件的相關產業中的發展中。

10‧‧‧細長的材料

20、40、45、60‧‧‧加工過的細長物

21、42、61‧‧‧厚的部分(加工過細長物的)

22、42、62‧‧‧溝槽

30、50、70‧‧‧多厚度帶

31、51、71‧‧‧厚的部分(多厚度帶的)

32、52、72‧‧‧薄的部分(多厚度帶的)

33‧‧‧方形的凹槽區域

圖1和2係顯示藉由使用習知的V型軋延之一種多厚度帶製造方法之參考圖；圖3到6係顯示使用習知的MGR方法之一種多厚度帶製造方法之參考圖；圖7係用於描述根據本發明之多厚度帶製造方法的設備之概念平面圖；圖8係顯示根據本發明之第一實施例的成形過程之剖面圖；圖9係顯示根據本發明之第二實施例的成形過程之剖面圖；圖10係顯示根據本發明之第三實施例的成形過程之剖面圖；圖11係顯示根據本發明之第四實施例的成形過程之剖面圖。

10‧‧‧細長的材料

20‧‧‧加工過的細長物

21‧‧‧厚的部分(加工過的細長物)

22‧‧‧溝槽

30‧‧‧多厚度帶

31‧‧‧厚的部分(多厚度帶)

32‧‧‧薄的部分(多厚度帶)

101‧‧‧低側輥子

101'‧‧‧突起物

102‧‧‧上側輥子

102'‧‧‧溝槽

Claims

一種多厚度帶的製造方法，其包含有沿著橫向之一相對厚的部分和一相對薄的部分，該多厚度帶藉由連續運送一種細長材料、且藉由下列步驟被製成，該步驟包含：首先在該細長物的下側部分，形成一溝槽，其中一相對薄的部分是藉由擠壓細長材料而被形成；並且其次藉由擠壓首先形成的細長物，使得該溝槽被形成之處的部位被形成在一薄的部分，且其餘的部分被形成在厚的部分，以形成最終的細長物。
根據申請專利範圍第1項之多厚度帶的製造方法，其中，在第一成形步驟中被形成的溝槽，是梯形或彎曲表面的形狀。
根據申請專利範圍第1或2項之多厚度帶的製造方法，其中，第一的成形步驟包含有：將細長材料(10)形成為加工過的細長物，其具有被形成在細長物的橫向中心部位之厚的部分(21)，以及被形成在帶的各個末端之低側的溝槽(凹)(22)；且其次成形步驟包含有：將加工過的細長物(20)之形成為一種包括有在中心之厚的部分(31)和在厚的部分末端之薄的部分(32)之多厚度帶(30)。
根據申請專利範圍第3項之多厚度帶的製造方法，其中，第二成形步驟包含有：藉由在厚的部分(31)之上側部件之中心處，形成一方形凹槽的區域(33)之一種W型的多厚度帶(30')之成形。
根據申請專利範圍第1或2項之多厚度帶的製造方法，其中，第一成形步驟包含有一細長材料形成為一加工過的細長物(40)，其具有在材料低側中之多個溝槽(42)，以及在該溝槽之間的厚的部分(41)；且第二成形步驟包含有將加工過的細長物(40)藉由將在加工過的細長物之內側部件中之溝槽形成為一薄的部分，且同時將個別末端部件的溝槽形成為一薄的部分，形成為一包括有多個在多厚度帶之間的厚的部分(51)和薄的部分(52)之一多厚度帶(50)。
根據申請專利範圍第5項之多厚度帶的製造方法，其中，將在內側部件中的溝槽在第二成形步驟中，於薄的部分內的成形，是依照中心的溝槽到外側的溝槽的順序被執行。
根據申請專利範圍第1或2項之多厚度帶的製造方法，其中，第一成形步驟包含有：將一細長材料形成為一具有被形成在低側中心處之突起物的個別側之溝槽(62)，以及被形成在溝槽(62)外側的厚的部份(61)之加工過的細長物(60)；以及一第二成形步驟包含有：將一加工過的細長物(60)形成為一具有在細長物之個別末端的厚的部分(71)，以及一在厚的部分之間的薄的部分(71)之多厚度帶(70)。