鋁碳化硅質復合體成型裝置及利用其的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁碳化硅質復合體成型裝置及利用其的制造方法，更詳細地涉及如下的鋁碳化硅質復合體制造方法，設置間隔部，以形成用于將板型的碳化硅質加壓含浸來成型的成型模具中發生彎曲的空間，來將碳化硅質的材料含浸在熔融的鋁的狀態下加壓時，隨著在間隔部的空間發生彎曲，無需進行基于彎曲成型的其他工序，由此提高生產率。
【背景技術】
[0002]通常，在如電力絕緣柵雙極晶體管(IGBT, insulated gate bipolar modetransistor)、功率控制芯片(power control chip)、照明用高功率發光二極管(LED)等的各種電子部件中，散熱問題成為很重要的問題。為了解決這樣的散熱問題，使用多孔性預成型體中含浸熔融金屬而成的金屬基復合材料(metal matrix composite,MMC)用作基板。金屬基復合材料通過預成型體的空隙占有的比率等來控制金屬基材的相對占有率，由此存在能夠得到符合各種產品特性而所需的熱傳導率、熱膨脹系數及強度等。
[0003]尤其，金屬基材復合材料中，主要使用熱膨脹系數與半導體材料相似而能夠提高散熱性能的招碳化娃質復合體(Aluminum/Silicon Carbide Composite)。
[0004]這種鋁碳化硅質復合體的制造方法，首先以碳化硅質材料的板形態成型預成型體，并使成型的預成型體位于成型模具的內部。在內部有預成型體的成型模具攝于加壓熔爐的內部的狀態下投入熔融的鋁合金后實施加壓，并借助加壓的壓力鋁合金向預成型體的空隙含浸，由此完成鋁碳化硅質復合體的制造。
[0005]這種鋁碳化硅質復合體主要使用為安裝有半導體材料的基板的用途，在多孔性碳化硅質的內部含浸熔融的鋁而硬度高，與安裝的半導體材料的熱膨脹系數相似而變形最小化，能夠提高散熱效果，從而被廣泛使用。
[0006]將上述鋁碳化硅質復合體使用為基板時，在安裝各種半導體材料的狀態下設有各邊緣部分的位置固定的方式設置。
[0007]像這樣，固定鋁碳化硅質復合體材質的基板的邊緣位置的狀態下，若在半導體材料中發生的熱繼續傳達到基板，則存在沒有固定的中央位置發生熱變形的問題。
[0008]最近，為了解決這種問題，制造鋁碳化硅質復合體時，以能夠具有中央的斷面積大、沿著被固定的邊緣部分斷面積縮小的彎曲量的方式實施成型。設有彎曲成型的基板，則隨著邊緣部分被固定，斷面積大的中央彎曲部分作用加壓力，由此在邊緣固定的狀態下對熱變形的中央部分加壓，因而能夠將熱變形引起的變形量最小化來增大壽命。
[0009]如上所述，具有以往技術的彎曲量的鋁碳化硅質復合體的制造方法在完成加壓含浸后通過后續工序而成型彎曲，鋁碳化硅質復合體本身很硬，應實施借助鉆石等工具的切削，由此存在難以加工正確的彎曲形狀，費用也高的問題。
[0010]并且，具有以往技術的彎曲量的鋁碳化硅質復合體的另一制造方法在板形狀的碳化硅質中加壓含浸鋁合金層時，形成彎曲的位置成型成厚后實施二次彎曲加工，整體鋁層變厚而使用為基板時存在熱膨脹系數變大的問題。
[0011]即，用于厚厚地形成的鋁合金層的彎曲成型的二次加工時，會實施用于去除鋁合金層的加工，在去除鋁合金層的過程中，若與硬度高的鋁加壓含浸的碳化硅質復合體相接觸，則加工的裝置發生破損，應保持一定的鋁合金層的厚度，將其作為基準決定中央部分彎曲的厚度，因此鋁合金層應保持需要以上的鋁合金厚度，而存在熱膨脹系數變高的問題。
[0012]并且，具有以往技術的彎曲量的鋁碳化硅質復合體的再一制造方法在制造鋁碳化硅質復合體的狀態下，通過后續加工利用高溫加壓工序而加工彎曲，則用高溫加壓時在空隙的內部中含浸的鋁合金的物理性質變化，存在硬度下降，且耐久性下降的問題。
[0013]并且，利用高溫加壓工序將鋁碳化硅質復合體制造成基板的情況下，整體面都被加壓而發生彎曲，存在難以控制使用者所需的彎曲量的問題。
[0014]S卩，在設置基板時為了最小化高溫變形，應只在被固定的設置面發生彎曲，但利用高溫加壓工序，則為與設置面的反面，即安裝有各種部件的基板面中也發生彎曲而存在難以安裝部件，且安裝的部件之間難以保持電連接的狀體的問題。
[0015]由此，需要如下的成型裝置及利用其的制造方法，制造鋁碳化硅質復合體時，能夠最小化物理性質變化，減少加工次數，能夠將成型的彎曲的斜度加工成使用者所需的大小，且最小化鋁合金層的厚度而能夠防止熱膨脹系數變高。
【發明內容】
[0016]本發明為用于解決上述問題而發明的，本發明所要解決的問題為提供如下的鋁碳化硅質復合體成型裝置及利用其的制作方法，設有具有彎曲空間的間隔部，以沿著收容用碳化硅質材料成型的預成型體而加壓含浸熔融的鋁合金的狀態的成型模具的內部形成彎曲的方向設有發生彎曲的空間，由此在加壓過程中隨著成型彎曲，能夠減少加工次數。
[0017]本發明的技術問題不局限于以上提到的內容，本發明所屬領域的普通技術人員能夠根據以下的記載明確理解以上沒有提到的其他技術問題。
[0018]為了達成上述問題，根據本發明一實施例的鋁碳化硅質復合體成型裝置在對碳化硅質材料的預成型體中將熔融的鋁合金進行加壓含浸，來成型鋁碳化硅質復合體，其中，成型部，以收容上述預成型體并實施加壓含浸的模具形態設置，在上述成型部的內部收容上述預成型體，若在上述熔融的鋁合金借助流入而含浸的狀態下進行加壓，則隨著上述預成型體的一側面變形，中央突出且沿著各邊緣方向斷面積縮小的彎曲成型；加壓熔爐，以能夠收容上述成型部的方式配置，在上述加壓熔爐的內部具有空間形態的含浸空間，上述含浸空間的上部開放，在上述熔融的鋁合金向收容有上述預成型體的上述成型部流入并含浸的狀態下進行加壓；以及加壓部，配置于上述加壓熔爐的上部，隨著加壓部的上下移動，向上述含浸空間提供加壓力，以在上述熔融的鋁合金含浸在上述成型部的狀態下進行加壓。
[0019]并且，本發明的特征在于，上述成型部包括:成型模具，以成型上述預成型體時收容上述預成型體的模具形態設置，在上述成型模具的內部形成用于收容上述預成型體來將上述熔融的鋁合金加壓含浸的空間即成型空間，且在上述成型模具形成有熔爐口，上述熔爐口沿著上述成型空間的一側與外部的上述加壓熔爐相連通，用于向上述成型空間流入上述熔融的鋁合金；間隔部，配置于上述成型模具的內部，設于在上述成型空間的內側的發生上述預成型體的彎曲的一側面，在上述間隔部的中央的外圍除了邊緣部分形成有貫通的空間形態的彎曲發生空間；以及彎曲成型模具，配置于上述成型模具的內部，在上述成型空間的一側面成型上述預成型體時，位于上述預成型體和上述間隔部之間，若在含浸后加壓的壓力以已設定的壓力以上的壓力加壓，則彎曲成型模具以一側面的邊緣部分被上述間隔部支撐的狀態下，在中央沿著空間形態的上述彎曲發生空間方向進行突出變形，隨著鋁合金在變形的位置中借助冷卻而被固化，發生彎曲。
[0020]并且，本發明的特征在于，在上述間隔部的一側中央部分形成切開部，其從外部邊緣到內部邊緣以“一”字形態分離的方式切開，由此能夠減少支撐上述彎曲成型模具的支撐力來增大上述彎曲成型模具的變形量。
[0021 ] 進而，本發明的特征在于，在上述間隔部的外圍邊緣位置的一側中央的邊緣位置形成切開槽，上述切開槽的一側與另一側以一字形態連接的“匚”字形態分離，由此能夠減少支撐上述彎曲成型模具的支撐力來增大上述彎曲成型模具的變形量。
[0022]進而，本發明的特征在于，調節上述間隔部的厚度和上述彎曲成型模具的厚度，來根據上述熔融的鋁合金的加壓壓力，調節上述彎曲成型模具變形的變形量和作為變形的空間的上述彎曲發生空間的大小，由此能夠調節彎曲量和彎曲的面積。
[0023]并且，本發明的特征在于，上述加壓部包括:加壓沖壓機，配置于上述加壓熔爐的上部，當向下部移動時，插入于上述加壓熔爐的上述含浸空間，將設于內部的上述熔融的鋁合金和上述成型部一起加壓；加壓驅動部，配置于上述加壓沖壓機的上部，與上述加壓沖壓機相連接來提供上下驅動的驅動力。
[0024]并且，根據本發明一實施例的鋁碳化硅質復合體制造方法，其中，包括:制造碳化硅質材料的預成型體的步驟；制造成型部的步驟，作為考慮到上述預成型體的大小含浸熔融的鋁合金而加壓成型的模具形態，在上述預成型體將上述熔融的鋁合金加壓含浸時，中央部分向著一側方向突出，且同時成型其斷面積沿著邊緣方向縮小的彎曲；組裝成型部的步驟，以在制造的上述成型部中收容上述預成型體，沿著一側方向加壓含浸時發生變形而成型使用者所需的上述彎曲；含浸步驟，在將組裝的上述成型部設于加壓熔爐的含浸空間的狀態下，向含浸空間投入熔融的鋁合金使其流入上述成型部的內部