[发明专利]一种在铝金刚石复合材料表面覆盖钼箔的工艺方法

说明书

一种在铝金刚石复合材料表面覆盖钼箔的工艺方法，将经过刻痕处理的钼箔覆盖在金刚石粉料外面，在压铸过程中使其牢固地与铝金刚石材料连接在一起；钼箔的一表面刻有交叉的、开口朝向不同的倒齿状凹痕，金刚石粉料和钼箔装入压铸成形模具内，金刚石粉料位于两钼箔之间，经过刻痕处理的钼箔表面朝向金刚石粉料，金刚石粉料振动实压紧后嵌入钼箔的凹痕内，成形模具在渗铝压铸前必须进过预热处理，预热后的成形模具须放入压铸套模，并进行渗铝压铸。熔化的铝液压铸渗透到金刚石粉料的缝隙中，并渗入钼箔表面凹痕，与钼箔形成犬牙交错、互相咬合的状态，使钼箔、熔铝和金刚石粉牢牢地融为一体，在铝金刚石表面形成可以加工、可进行各种涂镀处理的均匀的钼层。

技术领域

本发明涉及散热器件加工工艺技术领域，尤其是一种在铝金刚石复合材料表面覆盖钼箔的工艺方法,所得的是表面覆盖钼层的铝金刚石复合材料所制备的大功率IGBT的散热器件。

背景技术

铝金刚石材料具有热导率高、膨胀系数小且热膨胀系数可调、质量轻、刚度大、机械强度适中等优点，已成为各类多芯片组件和大电流功率模块理想的基底材料。

大功率IGBT器件是动力机车、输变电系统等的核心部件，目前大功率IGBT器件普遍采用铝金刚石复合材料作散热基板。铝金刚石复合材料制成的散热基板，需要与芯片材料进行焊接封装工作，故对其表面有较高的平整度加工要求和实施镀镍等涂镀加工的要求，而金刚石是一种高硬材料，对其进行切削加工非常困难，目前在铝金刚石复合材料表面也很难直接实现镀镍等涂镀加工，因此需要在铝金刚石表面牢固地形成一层与铝金刚石材料的低膨胀性能匹配的即可进行切削加工又能实现涂镀加工的金属。大功率IGBT器件由于要经受30万次以上零下30度至零上150度冷热的循环实验，对它散热基板有极高的可靠性要求，因此与铝金刚石材料所连接的金属层必须与基体复合材料牢固结合在一起，而且能在多次的冷热循环中，不发生连接失效，不出现分离剥落、出现鼓包等现象。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种在铝金刚石复合材料表面覆盖钼箔的工艺方法，从而对在压铸过程中覆盖铝金刚石表面的钼箔进行事先的刻痕处理，然后把它包裹在金刚石粉料外侧，使其在金刚石粉料高压压铸渗铝的过程中，很好地与压铸铝产生熔融现象并与复合材料之间形成牢固的连接，实现了对IGBT散散热基板表面可进行机械加工和涂镀处理钼层的覆盖。

本发明所采用的技术方案如下：

一种在铝金刚石复合材料表面覆盖钼箔的工艺方法，包括如下操作步骤：

第一步：根据压铸基板的尺寸要求，裁剪厚度为0.1-0.5mm的钼箔；

第二步：将待加工的钼箔放置在真空吸盘上，吸盘抽真空，使钼箔牢牢地固定在吸盘；

第三步：在钼箔的上方，装有一把硬质刀具，硬质刀具的切削刃形状，硬质刀具在钼箔表面切入0.05-0.2mm的深度；

第四步：让硬质刀具沿着X方向做往复运动，真空吸盘沿着硬质刀具往复运动的垂直方向作连续的进给运动，使刀具在钼箔上形成刻痕；

第五步：硬质刀具在做往复运动的时候，当运动到往复回程的停顿点处，硬质刀具作或左或右的摇摆运动，使硬质刀具在每一个往复的行程中在钼箔上刻出第一刻痕；

第六步：第一刻痕完毕后，将钼箔旋转90度，对钼箔表面进行与第四和第五步相同的刻痕加工，将该表面加工出第二刻痕；

第七步：将钼箔的上部往未刻痕的一侧折弯2-10mm；

第八步：将两片钼箔装入压铸IGBT基板的成形模具中，钼箔的未刻痕面朝向模具外侧，金刚石粉料装入两钼箔间的空腔内，刻痕处理过的钼箔面朝向金刚石粉料，压实金刚石粉料，使金刚石粉料嵌入钼箔的刻痕内，装好粉料的成形模具放到预热炉中加热，预热炉的温度设定为压铸铝熔点-100-+150度；