專利名稱：一種泵式金屬-金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電鍍及復(fù)合鍍?cè)O(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及制備具有金屬層與金剛石 /金屬層交替排列(金屬-金剛石/金屬)的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)的一種泵式金屬-金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備。
背景技術(shù)：
電鍍主要用來(lái)提高制件的抗蝕性、耐磨性、裝飾或使制件具有一定的功能；電子封裝材料則用以支撐、保護(hù)半導(dǎo)體芯片和電子電路的基片、底板、外殼。理想的電子封裝材料需具有高導(dǎo)熱率，防止器件因過(guò)熱而失效；熱膨脹系數(shù)與硅、砷化鎵等芯片及基片材料相匹配，避免芯片的熱應(yīng)力損壞；有足夠的強(qiáng)度和剛度，支撐、保護(hù)芯片；成本盡可能低，滿足商業(yè)化需求。為了獲得具有高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)的電子封裝復(fù)合材料，目前一種較好的選擇為金剛石/金屬基復(fù)合材料。這種材料的制備常用方法有以下幾種粉末冶金法、層疊復(fù)合化法、機(jī)械合金化法、溶滲法。然而這些方法不是設(shè)備昂貴導(dǎo)致成本過(guò)高，就是燒結(jié)體尺寸難以做大，工序復(fù)雜，或材料致密度差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種泵式金屬_金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備，通過(guò)普通金屬電鍍與復(fù)合電鍍的結(jié)合，快速獲得金屬_金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，可實(shí)現(xiàn)各金剛石/金屬層中金剛石含量變化及各層厚度控制，且在自動(dòng)控制下實(shí)現(xiàn)連續(xù)制備金屬_金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種泵式金屬_金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備，其中，包括電鍍槽與水泵，水泵設(shè)置在電鍍槽底部，電鍍槽與水泵經(jīng)管道連接，在電鍍槽上設(shè)置有攪拌模塊、溫控模塊、兩個(gè)陽(yáng)極板和一個(gè)陰極板，所述陰極板位于兩個(gè)陽(yáng)極板之間，在所述電鍍槽頂部分別設(shè)置有金剛石顆粒入口和進(jìn)液口，金剛石顆粒入口與攪拌模塊連接，所述電鍍槽上還設(shè)置有電流控制模塊。進(jìn)一步，所述攪拌模塊為攪拌器，所述攪拌器末端有絨毛。進(jìn)一步，所述攪拌模塊可在電鍍槽頂部移動(dòng)。本實(shí)用新型采用雙陽(yáng)極設(shè)計(jì)，在上下兩個(gè)陽(yáng)極之間安置陰極，使用時(shí)三個(gè)極板均水平放置，利用金剛石顆粒的重力作用，當(dāng)兩個(gè)陽(yáng)極與陰極間同時(shí)通電時(shí)，實(shí)現(xiàn)陰極板一面鍍覆金剛石/金屬層，而另一面因金剛石難以附著僅鍍覆金屬。鍍覆一段時(shí)間后，將陰極板翻轉(zhuǎn)180°，繼續(xù)電鍍，如此便可在金屬層上鍍覆金剛石/金屬層，金剛石/金屬層上鍍覆金屬層。循環(huán)下去，即可得到金屬_金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。攪拌模塊可在顆粒由金剛石顆粒入口加入時(shí)及水泵向上輸入鍍液和顆粒時(shí)自動(dòng)攪拌。攪拌模塊采用伸縮移動(dòng)設(shè)計(jì)，即攪拌器長(zhǎng)度可變，攪拌器可沿箱體橫向移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)模塊，可控制陰極與底部陽(yáng)極的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔可設(shè)定。電流控制模塊可控制陰極與兩個(gè)陽(yáng)極間的電流大小?？販啬K可依據(jù)設(shè)定溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鍍液溫度。水泵的設(shè)計(jì)目的是將沉底的金剛石抽起，從電鍍槽頂部再次加入槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)金剛石的循環(huán)利用；同時(shí)，將水泵與進(jìn)料部件配合使用，選擇金剛石僅由水泵供給或既由水泵供給又由金剛石顆粒入口加入的方式，從而實(shí)現(xiàn)鍍層中金剛石的含量變化。攪拌模塊與金剛石顆粒入口連接，可在金剛石顆粒入口處安裝傳感器，從而實(shí)現(xiàn)每當(dāng)有顆粒進(jìn)入(不論是機(jī)器自動(dòng)加料還是人工加料)，攪拌模塊便可自動(dòng)攪拌。另外攪拌模塊長(zhǎng)度可變，從而可在鍍覆一段時(shí)間后，使陰陽(yáng)極間暫時(shí)斷電，將攪拌模塊伸長(zhǎng)，并使其沿箱體橫向移動(dòng)，利用其末端上的絨毛清掃陰極上表面，以使鍍層平整。轉(zhuǎn)動(dòng)模塊用來(lái)控制陰極與底部陽(yáng)極的轉(zhuǎn)動(dòng)，陰極的轉(zhuǎn)動(dòng)目的是獲得交替鍍層，底部陽(yáng)極的轉(zhuǎn)動(dòng)是為了使沉落在其上的金剛石沉底，從而被水泵抽起利用。電流控制模塊的設(shè)計(jì)目的是控制陰極與兩個(gè)陽(yáng)極間的電流大小，從而控制陰極上下兩面的鍍覆速度，以獲得理想厚度變化的鍍層。本實(shí)用新型的有益效果在于1.通過(guò)雙陽(yáng)極的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)陰極的雙面同時(shí)鍍覆不同物質(zhì)，即在陰極一面鍍覆
金剛石/金屬層，同時(shí)另一面鍍覆金屬層，提高了鍍覆效率。2.通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)金屬_金剛石/金屬層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)及沉降在底部陽(yáng)極的金剛石的再利用。3.通過(guò)電流控制模塊可實(shí)現(xiàn)各鍍層的厚度單獨(dú)控制。4.通過(guò)水泵及金剛石顆粒加入電鍍槽速度的控制，實(shí)現(xiàn)各金剛石/金屬層中金剛石顆粒含量變化。5.通過(guò)絨毛設(shè)計(jì)，在鍍覆一段時(shí)間后中斷鍍覆，清掃陰極，而后繼續(xù)鍍覆，可控制金剛石/金屬層的平整度。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括電鍍槽9、水泵8、攪拌模塊3、電流控制模塊12、控溫模塊7、陰極板連接口 5、兩個(gè)陽(yáng)極板連接口 10、進(jìn)液口 2和金剛石顆粒入口 1 ；水泵8設(shè)置在電鍍槽9底部，電鍍槽9形狀為上寬下窄，最窄處連接水泵8，水泵8與電鍍槽頂部通過(guò)管道連接；在電鍍槽內(nèi)設(shè)置有攪拌模塊3、溫控模塊7、兩個(gè)陽(yáng)極板11和一個(gè)陰極板6，陰極板 6位于兩個(gè)陽(yáng)極板11之間，金剛石顆粒入口 1和進(jìn)液口 2在電鍍槽頂部，金剛石顆粒入口 1 與攪拌模塊3連接。本實(shí)施例的攪拌模塊3為攪拌器，攪拌器在顆粒由金剛石顆粒入口 1 加入時(shí)及水泵8向上輸入鍍液和顆粒時(shí)自動(dòng)攪拌，采用伸縮移動(dòng)設(shè)計(jì)，即攪拌器長(zhǎng)度可變， 可沿電鍍槽頂部橫向移動(dòng)，在攪拌器末端有絨毛，在鍍覆一段時(shí)間后中斷鍍覆，用絨毛清掃陰極，而后繼續(xù)鍍覆，可控制金剛石/金屬層的平整度。按鍵及顯示器4在電鍍槽外部，可實(shí)時(shí)顯示電鍍過(guò)程中的數(shù)據(jù)，經(jīng)按鍵可手動(dòng)設(shè)定溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鍍液溫度。轉(zhuǎn)動(dòng)模塊(本實(shí)施例中利用陽(yáng)極板接口 5和陰極板接口 10)控制陰極6與底部陽(yáng)極11的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔可設(shè)定；電流控制模塊12控制陰極6與兩個(gè)陽(yáng)極11間的電流大?。浑婂儾蹆?nèi)壁有控溫模塊7，可依據(jù)設(shè)定溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鍍液溫度。[0023]本實(shí)用新型利用金剛石的重力作用，采用雙陽(yáng)極設(shè)計(jì)，使用時(shí)三個(gè)極板水平放置， 可在一面鍍覆金剛石/金屬層時(shí)另一面鍍覆金屬，依靠陰極的180°轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)金屬-金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以以二維結(jié)構(gòu)組合成各種三維結(jié)構(gòu)，即通過(guò)層的使用將三維問(wèn)題降低為二維的解決方法，使得調(diào)節(jié)因素明確且多樣(如各層的物質(zhì)比重， 層的厚度等)，另外金屬_金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)電子封裝材料更易于焊接。本實(shí)用新型通過(guò)普通金屬電鍍與復(fù)合電鍍的結(jié)合，快速獲得金屬_金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，且將材料尺寸制做的很大。操作時(shí)，根據(jù)鍍覆溫度要求設(shè)定溫度；根據(jù)金屬層及金剛石/金屬層厚度設(shè)定陰極與兩陽(yáng)極間電流大小及鍍覆過(guò)程中極板翻轉(zhuǎn)時(shí)間間隔，其中陰極的翻轉(zhuǎn)是為了獲得金屬-金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)，底部陽(yáng)極的翻轉(zhuǎn)是為了使落在其上的金剛石被循環(huán)利用；根據(jù)金剛石/金屬層中金剛石的含量變化設(shè)定水泵的使用及何時(shí)加入金剛石。本實(shí)用新型可在很大程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，采用雙面同時(shí)鍍覆，提高了鍍覆效率，另外可控制金剛石/金屬層的平整度。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種泵式金屬-金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備，其特征在于包括電鍍槽與水泵，水泵設(shè)置在電鍍槽底部，電鍍槽與水泵經(jīng)管道連接，在電鍍槽上設(shè)置有攪拌模塊、溫控模塊、兩個(gè)陽(yáng)極板和一個(gè)陰極板，所述陰極板位于兩個(gè)陽(yáng)極板之間，在所述電鍍槽頂部分別設(shè)置有金剛石顆粒入口和進(jìn)液口，金剛石顆粒入口與攪拌模塊連接，所述電鍍槽上還設(shè)置有電流控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵式金屬_金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備，其特征在于所述攪拌模塊為攪拌器，所述攪拌器末端有絨毛。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種泵式金屬_金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備，其特征在于所述攪拌模塊可在電鍍槽頂部移動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種泵式金屬-金剛石/金屬?gòu)?fù)合鍍?cè)O(shè)備，其中，包括電鍍槽與水泵，水泵設(shè)置在電鍍槽底部，電鍍槽與水泵經(jīng)管道連接，電鍍槽上設(shè)置有攪拌模塊、溫控模塊、兩個(gè)陽(yáng)極板和一個(gè)陰極板，陰極板位于兩個(gè)陽(yáng)極板之間，在電鍍槽頂部分別設(shè)置有金剛石顆粒入口和進(jìn)液口，金剛石顆粒入口與攪拌模塊連接，電鍍槽上還設(shè)置有電流控制模塊。本實(shí)用新型通過(guò)普通金屬電鍍與復(fù)合電鍍的結(jié)合，快速獲得金屬-金剛石/金屬層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。
文檔編號(hào)C25D17/00GK202139314SQ20112023412
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者張迎九, 李建欣, 王鵬, 馬麗 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)