一种薄壁石墨粘合工装及其粘合工艺的制作方法

本发明涉及非金属材料的后续成型领域，尤其涉及一种薄壁石墨粘合工装及其粘合工艺。

背景技术：

1、在进行非金属中的石墨加工前，需要对石墨片、石墨纸和籽晶进行成型处理，目前，为了方便一般采用人工粘合，人工粘合存在以下几点缺点，第一，无法高效的排出光刻胶内的气泡；第二，涂胶无法高效的抹匀；从而会影响后续的工艺，因此，就必须研制出一种薄壁石墨粘合工装及其粘合工艺，经检索，未发现与本发明相同的技术方案。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种薄壁石墨粘合工装及其粘合工艺，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种薄壁石墨粘合工装，其创新点在于：包括

3、一下模组件；所述下模组件包括受热底盘，所述受热底盘的顶部表面设有向下凹陷的受压槽；

4、一上模组件；所述上模组件包括可与受热底盘合模的合模盘，所述合模盘的底部表面设有压力槽，所述压力槽的顶部设有向下延伸的按压凸起，所述上模组件还包括设置在合模盘的顶部表面的气管，所述气管的通气管路向下穿透合模盘和按压凸起；

5、一柔性按压组件；所述柔性按压组件包括柔性膜以及用于固定柔性膜边缘的固定片，所述固定片可嵌装在压力槽的内壁与按压凸起的外壁之间的空间内，所述柔性膜包覆在按压气体上且四周边缘部分插入固定片与压力槽的顶面之间。

6、在一些实施方式中，受热底盘的顶部表面从内向外依次且依次由高到底设置的下支撑面、第一阶梯面和第二阶梯面，所述下支撑面环绕在受压槽的开口四周，所述第一阶梯面环绕在下支撑面的边缘四周，所述第二阶梯面环绕在第一阶梯面的边缘四周，所述受压槽内还设有一与受压槽同轴设置的受压凸起；所述合模盘的底部表面设有上支撑面，所述上支撑面环绕在压力槽的开口四周，所述上支撑面与下支撑面可上下对接，所述上支撑面的四周边缘还设有限位凸起。

7、在一些实施方式中，薄壁石墨粘合工装还包括定位组件，所述定位组件包括设置在下支撑面上的定位柱，所述定位柱垂直于下支撑面的表面，所述定位柱的顶部呈半球状，所述定位组件还包括设置在合模盘上的定位孔，所述定位孔从上支撑面的表面开始竖直向上延伸直至穿透合模盘。

8、在一些实施方式中，薄壁石墨粘合工装还包括第一锁紧组件，所述第一锁紧组件包括第一螺纹孔和与第一螺纹孔配合锁紧的第一螺栓，所述第一螺纹孔包括第一段和第二段，所述第一段设置在下支撑面上且竖直向下延伸，所述第二段设置在上支撑面上且由上支撑面竖直向上延伸直至穿透合模盘。

9、在一些实施方式中，薄壁石墨粘合工装还包括第二锁紧组件，所述第二锁紧组件包括第二螺纹孔和与第二螺纹孔配合锁紧的第二螺栓，所述第二螺纹孔包括上段和下段，所述下段穿透固定片，所述上段从压力槽的顶面开始竖直向上延伸但不穿通合模盘。

10、在一些实施方式中，薄壁石墨粘合工装还包括冷却水路，所述冷却水路包括进水接头、水流路以及出水接头，所述水流路设置在受热底盘内且位于受压槽正下方，所述水流路的两端分别于进水接头和出水接头连通，所述进水接头和出水接头设置在受热底盘的外围侧壁上。

11、在一些实施方式中，薄壁石墨粘合工装还包括易拆卸手把件，所述易拆卸手把件包括一端外壁带外螺纹的手把以及设置在合模盘外侧壁上可与手把配合使用的螺纹插孔。

12、一种薄壁石墨粘合工艺，包括如下步骤：

13、1）首先使用匀胶工艺将光刻胶涂抹在石墨纸背面，再将石墨纸贴在石墨片的表面；

14、2）再使用匀胶工艺将光刻胶涂抹在籽晶的背面，再将籽晶贴在石墨纸的表面；

15、3）再将组合完成的薄壁石墨件放在受压凸起上且籽晶所在面朝上，随后将柔性组件装配到位的合模盘与受热底盘进行组装并锁紧；

16、4）再通过顶部的气管与外部气源对接连通，持续向柔性膜内吹进气体，使得柔性膜膨胀，柔性膜膨胀后对组合完成的薄壁石墨件进行挤压，挤压30min后，关闭外部气源；

17、5）进行步骤4）的同时，将组装完成的薄壁石墨粘合工装防止在加热装置上进行加热，在加压的30min内，加热温度逐步提升至200℃；

18、6）冷却至常温，开模取出薄壁石墨件。

19、在一些实施方式中，步骤4）中的气体压力保持在4.8-5.2kg。

20、本发明的有益效果是：本技术方案可实现籽晶、石墨纸以及石墨片的快速粘合，本技术方案中加压可以使得两者之间密切粘接，同时将光刻胶以及两者之间的气泡排出，加热使可以光刻胶碳化完成粘合。

技术特征：

1.一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：包括

2.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：所述受热底盘（110）的顶部表面从内向外依次且依次由高到底设置的下支撑面（111）、第一阶梯面（112）和第二阶梯面（113），所述下支撑面（111）环绕在受压槽（120）的开口四周，所述第一阶梯面（112）环绕在下支撑面（111）的边缘四周，所述第二阶梯面（113）环绕在第一阶梯面（112）的边缘四周，所述受压槽（120）内还设有一与受压槽（120）同轴设置的受压凸起（121）；所述合模盘（210）的底部表面设有上支撑面（211），所述上支撑面（211）环绕在压力槽的开口四周，所述上支撑面（211）与下支撑面（111）可上下对接，所述上支撑面（211）的四周边缘还设有限位凸起（212）。

3.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：所述薄壁石墨粘合工装还包括定位组件，所述定位组件包括设置在下支撑面（111）上的定位柱（410），所述定位柱（410）垂直于下支撑面（111）的表面，所述定位柱（410）的顶部呈半球状，所述定位组件还包括设置在合模盘（210）上的定位孔（411），所述定位孔（411）从上支撑面（211）的表面开始竖直向上延伸直至穿透合模盘（210）。

4.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：所述薄壁石墨粘合工装还包括第一锁紧组件，所述第一锁紧组件包括第一螺纹孔和与第一螺纹孔配合锁紧的第一螺栓，所述第一螺纹孔包括第一段（501）和第二段（502），所述第一段（501）设置在下支撑面（111）上且竖直向下延伸，所述第二段（502）设置在上支撑面（211）上且由上支撑面（211）竖直向上延伸直至穿透合模盘（210）。

5.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：所述薄壁石墨粘合工装还包括第二锁紧组件，所述第二锁紧组件包括第二螺纹孔和与第二螺纹孔配合锁紧的第二螺栓，所述第二螺纹孔包括上段（701）和下段（702），所述下段（702）穿透固定片（300），所述上段（701）从压力槽的顶面开始竖直向上延伸但不穿通合模盘（210）。

6.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：所述薄壁石墨粘合工装还包括冷却水路，所述冷却水路包括进水接头（801）、水流路（803）以及出水接头（802），所述水流路（803）设置在受热底盘（110）内且位于受压槽（120）正下方，所述水流路（803）的两端分别于进水接头（801）和出水接头（802）连通，所述进水接头（801）和出水接头（802）设置在受热底盘（110）的外围侧壁上。

7.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工装，其特征在于：所述薄壁石墨粘合工装还包括易拆卸手把件，所述易拆卸手把件包括一端外壁带外螺纹的手把以及设置在合模盘（210）外侧壁上可与手把配合使用的螺纹插孔。

8.一种薄壁石墨粘合工艺，其特征在于：包括如下步骤：

9.根据权利要求1 所述的一种薄壁石墨粘合工艺，其特征在于：所述步骤4）中的气体压力保持在4.8-5.2kg。

技术总结本发明公开一种薄壁石墨粘合工装，包括一下模组件；下模组件包括受热底盘，受热底盘的顶部表面设有向下凹陷的受压槽；一上模组件；上模组件包括可与受热底盘合模的合模盘，合模盘的底部表面设有压力槽，压力槽的顶部设有向下延伸的按压凸起，上模组件还包括设置在合模盘的顶部表面的气管，气管的通气管路向下穿透合模盘和按压凸起。本发明的有益效果是：本技术方案可实现籽晶、石墨纸以及石墨片的快速粘合，本技术方案中加压可以使得两者之间密切粘接，同时将光刻胶以及两者之间的气泡排出，加热使可以光刻胶碳化完成粘合。技术研发人员：吴志亮,朱海霞,高欣,蔡磊,张新峰受保护的技术使用者：江苏卓远半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11