一种生产铝碳化硅复合材料igbt基板的模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及模具设计及制造领域，具体涉及一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具。
【背景技术】
[0002]由于铝碳化硅复合材料具有高导热率和可调的热膨胀系数，因此铝碳化硅的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片具有良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生，甚至可以将功率芯片直接安装到铝碳化硅基板上，这样，整个元器件的可靠性和稳定性大大提高。
[0003]然而，现有的铝碳化硅复合材料IGBT基板的生产过程中，直接采用单模具的型腔结构进行铸渗形成IGBT基板;其成型过程中很难控制表面铝层厚度，且成型后容易变形，无法满足后续的机加要求，限制了 IGBT基板的生产，特别是大功率模块上的基板。
【实用新型内容】
[0004]针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具。
[0005]本实用新型公开了一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，包括模具框和预制形模板；
[0006]所述预制形模板设置于所述模具框的型腔内，所述模具框型腔的深度为设计的IGBT基板厚度的上公差；
[0007]所述预制形模板的拱度与设计的IGBT基板的拱度相匹配，所述预制形模板的厚度为设计的IGBT基板厚度的下公差;所述预制形模板与所述模具框型腔为间隙配合。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述预制形模板为碳化硅预制形模板。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述预制形模板的侧面设有定位搭子，所述模具框上设有与所述定位搭子相配合的搭台，所述定位搭子与所述搭台为间隙配合。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述搭台的背面设有凸台，所述凸台的高度与定位搭子的厚度之和等于模具框型腔的深度。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述预制形模板的最高点与所述模具框型腔表面之间为公差带的间隙，所述间隙的距离不超过0.2_。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0013]本实用新型公开了一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，通过模具框型腔与预制形模板的配合，保证了生产的产品的容易变形限定在产品的下公差和上公差之间，提高铝碳化硅复合材料IGBT基板产品合格率，提高生产效率，其成型铸件满足后续的机加要求；
[0014]通过设置定位搭子和搭台，实现了预制形模板在模具框型腔内的前后左右位置；
[0015]通过在搭台的背面设有凸台，保证了预制形模板在铸造浸渗过程中的上下位置，保证了产品的精度。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型一种实施例公开的生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具的结构图；
[0017]图2为图1中模具框的结构图；
[0018]图3为图1中预制形模板的结构图。
[0019]图中:1、模具框;2、预制形模板;3、定位搭子;4、搭台；5、凸台。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]下面结合附图1-3对本实用新型做进一步的详细描述:
[0022]如图1-3所示，本实用新型提供一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，包括模具框I和预制形模板2;本实用新型公开的模具的具体尺寸依据事先设计的IGBT基板的尺寸进行确定。IGBT基板的结构为底面为平面，顶面为圆弧面的结构。
[0023]模具框I由底板和模壁围制成具有型腔的结构，预制形模板2设置在模具框I的型腔内，通过模具框I和预制形模板2的位置和尺寸限定生产所需的产品，即:铝碳化硅复合材料IGBT基板;其中预制形模板2为碳化硅预制形模板。
[0024]预制形模板2的拱度设计成与产品相匹配的拱度或与产品拱度一致，且预制形模板2的厚度设计为产品厚度的下公差，预制形模板2与模具框I型腔之间为间隙配合，S卩:预制形模板的长宽尺寸与模具框型腔的长宽尺寸之间为间隙配合，预制形模板2的底面与模具框I型腔底面相贴合。模具框I型腔的深度为产品厚度的上公差，模具框I型腔的长宽一般按收缩率0.4%进行设计(考虑到模具和铝的收缩)，即:模具框I型腔的长宽尺寸=设计的铝碳化硅复合材料IGBT基板的长宽尺寸*( 1+0.4%)o
[0025]为了定位预制形模板2在模具框I型腔的前后左右位置;本实用新型在预制形模板2的侧面设有定位搭子3，模具框I上设有与定位搭子3相配合的搭台4，定位搭子3与搭台4为间隙配合;定位搭子3与搭台4的数量一致，且定位搭子3设置的数目以及设置的位置根据实际需求进行选择。
[0026]本实用新型所述的模具在铸造成型过程中是上下堆叠的，上层的模具作为下层模具的顶盖;为了定位预制形模板2的上下位置，本实用新型在搭台4的背面设有凸台5，上层模具的凸台5用于定位下层模具的定位搭子3，保证凸台5的高度与定位搭子3的厚度之和等于模具框I型腔的深度或者比模具框型腔的深度略小。上层模具的模具框I底板与下层模具的预制形模板2弧形面的最高点有一个产品的公差带和公差(模具、预制形模板公差)的间隙，该间隙的距离不超过0.2mm。
[0027]本实用新型的使用方法为:将碳化硅预制形模板装入到模具框内，装有碳化硅预制形模板的模具框上下堆叠装入到专用工装内，进行后续的铸造浸渗，在碳化硅预制形模板和模具框之间的缝隙内铸造浸渗上铝层，铸造浸渗完成后取出铸件并进行清理，由于碳化硅预制形模板设计为铝碳化硅复合材料IGBT基板的下公差，所以铝层在收缩过程中也能保证铝碳化硅复合材料IGBT基板的尺寸不低于铝碳化硅复合材料IGBT基板的下公差，避免产生铸件报废的问题;在后续机加工时，机加只需加工铸件的拱度和铸件的工艺孔，就可以得到所设计的铝碳化硅复合材料IGBT基板。本实用新型采用一种近净成形工艺，通过近净成形对IGBT基板成型，后续对拱度面机加，提高了成品合格率，以及缩短了后续加工时间。
[0028]本实用新型公开了一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，通过模具框型腔与预制形模板的配合，保证了生产的产品的容易变形限定在产品的下公差和上公差之间，提高铝碳化硅复合材料IGBT基板产品合格率，提高生产效率，其成型铸件满足后续的机加要求;通过设置定位搭子和搭台，实现了预制形模板在模具框型腔内的前后左右位置;通过在搭台的背面设有凸台，保证了预制形模板在铸造浸渗过程中的上下位置，保证了产品的精度。
[0029]以上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】
1.一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，其特征在于，包括模具框(I)和预制形模板(2)； 所述预制形模板(2)设置于所述模具框(I)的型腔内，所述模具框(I)型腔的深度为设计的IGBT基板厚度的上公差； 所述预制形模板(2)的拱度与设计的IGBT基板的拱度相匹配，所述预制形模板(2)的厚度为设计的IGBT基板厚度的下公差;所述预制形模板(2)与所述模具框(I)的型腔为间隙配入口 ο2.如权利要求1所述的生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，其特征在于，所述预制形模板(2)为碳化硅预制形模板。3.如权利要求1所述的生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，其特征在于，所述预制形模板(2)的侧面设有定位搭子(3)，所述模具框(I)上设有与所述定位搭子(3)相配合的搭台(4)，所述定位搭子(3)与所述搭台(4)为间隙配合。4.如权利要求3所述的生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，其特征在于，所述搭台(4)的背面设有凸台(5)，所述凸台(5)的高度与定位搭子(3)的厚度之和等于模具框(I)型腔的深度。5.如权利要求1所述的生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，其特征在于，所述预制形模板(2)的最高点与所述模具框(I)型腔表面之间为公差带的间隙，所述间隙的距离不超过0.2mmο
【专利摘要】本实用新型公开了一种生产铝碳化硅复合材料IGBT基板的模具，包括模具框和预制形模板；预制形模板设置模具框的型腔内，模具框型腔的深度为设计的IGBT基板厚度的上公差；预制形模板的拱度与设计的IGBT基板的拱度相匹配或拱度相一致，预制形模板的厚度为设计的IGBT基板厚度的下公差；预制形模板与模具框型腔为间隙配合。本实用新型通过模具框型腔与预制形模板的配合，保证了生产的产品的容易变形限定在产品的下公差和上公差之间，提高铝碳化硅复合材料IGBT基板产品合格率，提高生产效率，其成型铸件满足后续的机加要求。
【IPC分类】B22D23/04
【公开号】CN205324702
【申请号】CN201620094994
【发明人】张兴
【申请人】西安创正新材料有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月29日