一种三维微铸模具论文和设计

全文摘要

一种三维微铸模具，包括：第一铸件和第二铸件，第一铸件开设有若干个第一槽，第二铸件开设有若干个第二槽，待铸基体开设有与第一槽和第二槽相互匹配的通孔阵列，将待铸基体置于第一铸件和第二铸件之间时，第一槽和第二槽分别连通待铸基体的通孔，以使第一槽、第二槽和通孔之间形成三维通道，三维通道用于对待铸基体进行三维微铸。由于在铸件上开设线形槽，无需对待铸基体进行刻蚀线形槽，对待铸基体进行三维微铸时，将待铸基体放置于第一铸件和第二铸件之间，通过第一槽、第二槽和通孔之间形成的三维通道就能进行微铸；当利用本申请的三维微铸模具制造螺线式电感时，只需在硅片电镀通孔即可，因此，大大减少了螺线式电感的制造工艺。

主设计要求

1.一种三维微铸模具，其特征在于，包括：第一铸件和第二铸件，所述第一铸件开设有若干个第一槽，所述第二铸件开设有若干个第二槽，待铸基体开设有与所述第一槽和第二槽相互匹配的通孔阵列，将待铸基体置于所述第一铸件和第二铸件之间时，所述第一槽和第二槽分别连通待铸基体的通孔，以使所述第一槽、第二槽和通孔之间形成三维通道，所述三维通道用于对所述待铸基体进行三维微铸。

设计方案

2.如权利要求1所述的三维微铸模具，其特征在于，所述待铸基体、第一铸件和第二铸件均为长方体结构，所述三维通道为螺线式三维通道。

3.如权利要求2所述的三维微铸模具，其特征在于，所述第一铸件上的若干个第一槽沿第一铸件的长度方向并列排布，所述第二铸件上的若干个第二槽沿第二铸件的长度方向并列排布，且待所述第一铸件置于所述第二铸件正上方时，所述第一槽的排布方向与所述第二槽的排布方向相反，且一对方向相反的所述第一槽和第二槽的其中一端上下正对，另一端朝向相反。

4.如权利要求3所述的三维微铸模具，其特征在于，所述待铸基体沿高度方向开设有与所述第一槽和第二槽相互匹配的第一通孔和第二通孔，若干个所述第一通孔沿所述待铸基体长度方向排列成第一通孔阵列，若干个所述第二通孔沿所述待铸基体长度方向排列成第二通孔阵列，且，将待铸基体置于所述第一铸件和第二铸件之间时，所述第一槽连通与所述第一槽匹配的所述第一通孔和第二通孔的顶部，所述第二槽连通与所述第二槽匹配的所述第一通孔和第二通孔的底部，以使所述第一槽、第二槽、第一通孔和第二通孔之间形成螺线式三维通道。

5.如权利要求2所述的三维微铸模具，其特征在于，所述第一槽和第二槽均为线形槽。

6.如权利要求4所述的三维微铸模具，其特征在于，所述螺线式三维通道的一端口为输入口，另一端口为输出口。

7.如权利要求6所述的三维微铸模具，其特征在于，所述输入口和输出口同置于所述第一铸件上或同置于所述第二铸件上，且，所述输入口和输出口位于所述第一铸件或第二铸件的同一端。

8.如权利要求1-7任一项所述的三维微铸模具，其特征在于，所述待铸基体为硅片、玻璃片或陶瓷片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及微制造加工技术领域，具体涉及一种三维微铸模具。

背景技术

螺线式电感是一种三维结构，目前最常用的方法是漆包线绕制，但是这种方法不能批量制造，一致性差，集成度低。

除了上述方式外，也可以在硅片、玻璃片、陶瓷片等制造集成式螺线电感，一般需要使用三次电镀，分别是下底面的线槽、中间的通孔和上底面的线槽，导致制造工艺比较复杂，成本较高。

发明内容

本申请提供一种三维微铸模具，可以解决制造三维电感中制造工艺复杂的问题。

本申请提供的三维微铸模具，包括第一铸件和第二铸件，所述第一铸件开设有若干个第一槽，所述第二铸件开设有若干个第二槽，待铸基体开设有与所述第一槽和第二槽相互匹配的通孔阵列，将待铸基体置于所述第一铸件和第二铸件之间时，所述第一槽和第二槽分别连通待铸基体的通孔，以使所述第一槽、第二槽和通孔之间形成三维通道，所述三维通道用于对所述待铸基体进行三维微铸。

一种实施例中，所述待铸基体、第一铸件和第二铸件均为长方体结构，所述三维通道为螺线式三维通道。

一种实施例中，所述第一铸件上的若干个第一槽沿第一铸件的长度方向并列排布，所述第二铸件上的若干个第二槽沿第二铸件的长度方向并列排布，且待所述第一铸件置于所述第二铸件正上方时，所述第一槽的排布方向与所述第二槽的排布方向相反，且一对方向相反的所述第一槽和第二槽的其中一端上下正对，另一端朝向相反。

一种实施例中，所述待铸基体沿高度方向开设有与所述第一槽和第二槽相互匹配的第一通孔和第二通孔，若干个所述第一通孔沿所述待铸基体长度方向排列成第一通孔阵列，若干个所述第二通孔沿所述待铸基体长度方向排列成第二通孔阵列，且，将待铸基体置于所述第一铸件和第二铸件之间时，所述第一槽连通与所述第一槽匹配的所述第一通孔和第二通孔的顶部，所述第二槽连通与所述第二槽匹配的所述第一通孔和第二通孔的底部，以使所述第一槽、第二槽、第一通孔和第二通孔之间形成螺线式三维通道。

一种实施例中，所述第一槽和第二槽均为线形槽。

一种实施例中，所述螺线式三维通道的一端口为输入口，另一端口为输出口。

一种实施例中，所述输入口和输出口同置于所述第一铸件上或同置于所述第二铸件上，且，所述输入口和输出口位于所述第一铸件或第二铸件的同一端。

一种实施例中，所述待铸基体为硅片、玻璃片或陶瓷片。

依据上述实施例的三维微铸模具，由于将铸件上开设槽，对待铸基体进行刻蚀通孔即可，无需对待铸基体进行刻蚀线形槽，对待铸基体进行三维微铸时，将待铸基体放置于第一铸件和第二铸件之间，通过第一槽、第二槽和通孔之间形成的三维通道就能进行微铸；当利用本申请的三维微铸模具制造螺线式电感时，无需在硅片的上底面和下底面电镀线形槽，只需在硅片电镀通孔即可，且第一铸件和第二铸件可以重复利用，因此，大大减少了螺线式电感的制造工艺，相应地，减少了制造工艺中的成本。

附图说明

图1为现有磁通门的微铸模具结构示意图；

图2为现有螺线式电感的微铸模具结构示意图；

图3为本申请的微铸模具立体结构示意图；

图4为本申请的微铸模具剖视图；

图5为本申请的微铸模具制造的三维产品结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，其中，图1为制造磁通门的微铸模具，图2为制造螺线式电感的微铸模具，由图1和图2可知，现有的微铸模具大体上均包括上盖、下盖和硅片，上盖和下盖均为平面结构，上盖上设有输入口，以制造螺线式电感为例，为了能在硅片上形成螺线式电感，则需要对硅片进行三次刻蚀，分别为：硅片的上底面刻蚀线形槽、硅片的下底面刻蚀线形槽、及硅片上刻蚀连接上底面线形槽和下底面线形槽的通孔；然后将刻蚀好的硅片放置于上盖1和下盖之间；最后再实施合金的微铸过程，最后制成的螺线式电感。

本申请为了减少上面螺线式电感制造工艺的复杂度，本申请提供一种新型结构的三维微铸模具，通过将线形槽刻蚀于模具上，而仅在硅片上刻蚀通孔，也即是，制造螺线式电感时，因模具可重复使用，只需在硅片上进行一次刻蚀，与上述制造工艺相比，减少了在硅片上刻蚀线形槽的过程，因此，减少了螺线式电感的制造工艺，降低了成本。

本申请的三维微铸模具不局限于制造螺线式电感，根据本发明的构思，可以对三维微铸模具进行变形，制造其他的三维电感或其他的三维铸件，如磁通门的制造。

为实现上述目的，如图3和图4所示，本申请提供的三维微铸模具包括第一铸件1和第二铸件2，及与第一铸件1和第二铸件2相互配合的待铸基体3。

第一铸件1开设有若干个第一槽，第二铸件2也开设有若干个第二槽，待铸基体3开设有与第一槽和第二槽相互匹配的通孔阵列，将待铸基体置于第一铸件1和第二铸件2之间时，第一槽和第二槽分别连通待铸基体3的通孔，以使第一槽、第二槽和通孔之间形成三维通道，三维通道用于对待铸基体进行三维微铸。

针对三维结构的微铸产品，通过上述微铸模具的结构设计，仅需要在待铸基体上刻蚀通孔，而与通孔关联的线形槽设置到模具上，因模具可以重复使用，因此，可批量制造三维结构的微铸产品，且制造工艺简单。

三维结构的微铸产品可以是线形的三维结构，如螺线式三维结构，也可以是其他的立体结构。

下面以螺线式三维结构为例对本申请的三维微铸模具进行说明，进一步，待铸基体3、第一铸件1和第二铸件2均为长方体结构，则待铸基体3、第一铸件1和第二铸件2组合后的三维通道为螺线式三维通道。

具体的，第一铸件1上的若干个第一槽沿第一铸件1的长度方向并列排布，第二铸件2上的若干个第二槽沿第二铸件2的长度方向并列排布，且待第一铸件1置于第二铸件2正上方时，第一槽11的排布方向与第二槽的排布方向相反，且一对方向相反的第一槽和第二槽的其中一端上下正对，另一端朝向相反。

进一步，待铸基体3沿高度方向开设有与第一槽和第二槽相互匹配的第一通孔和第二通孔，若干个第一通孔沿待铸基体3长度方向排列成第一通孔阵列，若干个第二通孔沿待铸基体3长度方向排列成第二通孔阵列，且，将待铸基体3 置于第一铸件1和第二铸件2之间时，第一槽11连通与第一槽11匹配的第一通孔和第二通孔的顶部，第二槽连通与第二槽匹配的第一通孔和第二通孔的底部，以使第一槽、第二槽、第一通孔和第二通孔之间形成螺线式三维通道。

也即是，为了使第一铸件1、第二铸件2和待铸基体3组合后能形成微铸的三维通道，第一铸件1和第二铸件2上下组合时，第一铸件1的第一槽与第二铸件2的第二槽能够组合成连通的螺旋通道，当待铸基体3置于第一铸件1和第二铸件2之间后，待铸基体3的第一通孔阵列的各个第一通孔恰好位于螺旋通道中一边缘的第一槽和第二槽衔接处，即，第一通孔阵列的各个第一通孔耦合螺旋通道中一边缘的第一槽和第二槽的端部；同样的，待铸基体3的第二通孔阵列的各个第二通孔恰好位于螺旋通道中另一边缘的第一槽和第二槽衔接处，即，第二通孔阵列的各个第二通孔耦合螺旋通道中另一边缘的第一槽和第二槽的另一端部；其中，各个第一通孔及各个第二通孔分别与第一槽和第二槽耦合关系称为第一通孔、第二通孔、第一槽和第二槽之间的匹配关系。

与螺线式三维通道相对应，本例的第一槽和第二槽均为线形槽，在其他实施例中，也可以制造其他立体结构，如，将第一槽和第二槽设计为弧形槽。

相应的，本例的螺线式三维通道的一端口为输入口，另一端口为输出口，输入口和输出口可同置于第一铸件1上，也可同置于第二铸件2上，且，输入口和输出口位于第一铸件1或第二铸件2的同一端，也即是，为了使输入口和输出口位于同一端，第一铸件1或第二铸件2于螺线式三维通道的末端口还开设有引出通孔，引出通孔连通至输出口，这样，铸液由输入口经三维通道流至末端口，再流经引出通孔流至输出口。

针对制造螺线式产品时，微铸模具与待铸基体之间形成的三维通道为螺线式三维通道，此时，待铸基体3、第一铸件1和第二铸件2均为长方体结构；在其他实施例中，待铸基体3也可以为圆柱体结构。

利用上述三维微铸模具制造成的三维螺线式微铸产品如图5所示，具体的，为方便描述，将待铸基体3中靠近用户视线的通孔阵列作为第一通孔阵列，将远离用户视线的通孔阵列作为第二通孔阵列，将待铸基体3与第一铸件1和第二铸件2组合后，液体由第二铸件2的入口进入螺线式三维通道，液体由螺线式三维通道的输入口流经待铸基体3中第一通孔阵列的第一个第一通孔，完成待铸基体3中第一个第一通孔的微孔填充，液体流经第一铸件1中的第一个第一槽，完成待铸基体3上表面的一次微铸，液体流经待铸基体3中第二通孔阵列的第一个第二通孔，完成待铸基体3中第一个第二通孔的微孔填充，液体流经第二铸件2中的第一个第二槽，完成待铸基体3下表面的一次微铸，依次类推，完成待铸基体3的三维螺线式微铸，制成三维螺线式微铸产品。

下面以制造螺线式电感为例对本申请的三维微铸模具的应用进行具体说明，制造螺线式电感时，待铸基体3可以是硅片、玻璃片或陶瓷片等，本例对待铸基体3的具体材料不作具体限定。

以待铸基体为玻璃片为例，利用本例的三维微铸模具制造螺线式电感的工艺过程为：

将玻璃片通过刻蚀工艺进行刻蚀通孔；

将刻蚀有通孔的玻璃片放置于第一铸件1和第二铸件2之间，其中，第一铸件1位于玻璃片的上方，第二铸件2位于玻璃片的下方，且第二铸件2上开设有输入口；

待第一铸件1、第二铸件2分别与玻璃片压紧后，将合金液体由第二铸件2 的输入口注入，合金液体由输入口铸入第一槽11、第二槽21、第一通孔31和第二通孔32形成的三维通道，最后经引出通孔铸入至第二铸件2上开设的输出口；

冷却一时间后，开模第一铸件1和第二铸件2，合金液体三维铸至玻璃片上，制成螺线式电感。

由上述制造过程可知，无需在玻璃片上刻蚀线形槽，简化了制造工艺，且本申请因对微铸模具进行了改进，因此，合金液体是部分外露于玻璃片的外表面。

以待铸基体为硅片为例，利用本例的三维微铸模具制造螺线式电感的工艺过程为：

将硅片的上下表面通过二氧化硅进行氧化；

将氧化后的硅片通过刻蚀工艺进行刻蚀通孔；

将刻蚀有通孔的硅片放置于第一铸件1和第二铸件2之间，其中，第一铸件1位于硅片的上方，第二铸件2位于硅片的下方，且第二铸件2上开设有输入口；

待第一铸件1、第二铸件2分别与硅片压紧后，将合金液体由第二铸件2的输入口注入，合金液体由输入口铸入第一槽11、第二槽21、第一通孔31和第二通孔32形成的三维通道，最后经引出通孔铸入至第二铸件2上开设的输出口；

冷却一时间后，开模第一铸件1和第二铸件2，合金液体三维铸至硅片上，制成螺线式电感。

由上述制造过程可知，无需在硅片上刻蚀线形槽，简化了制造工艺，且本申请因对微铸模具进行了改进，因此，合金液体是部分外露于硅片的外表面。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

设计图

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