1.本发明涉及碳化硅封装技术领域，具体为一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置。
背景技术：2.半导体材料的发展为电子科技的发展带来了革命性的变化，随着硅材料和流片工艺的发展成熟，硅材料的性能也接近了理论极限，而碳化硅器件能够承受600℃的高温，其还具有耐压高、载流子迁移率高、导热率高等优点，宽禁带材料必将为功率半导体领域带来深远的变革。但传统的碳化硅芯片封装装置存在较多的缺陷，无法满足需求。
3.常规的碳化硅封装装置在注塑前无法对注塑料中包含的气体进行去除，气体掺杂在注塑料内被填充到封装层中会对封装层的结构强度造成影响，长时间使用的过程中，该气泡间隙处还容易出现温度失衡，导致封装层由于温升出现的体积膨胀出现局部差异。另一方面，传统的碳化硅封装装置在封装的过程中未对芯片的延长线进行有效的保护，容易导致延长线出现拉扯断裂的情况，而为延长线添加防护套又会对封装层的绝缘性能造成影响。在封装层的材质选择上，若选择弹性较高的材质则会导致封装层的结构强度过低，受到冲击后容易出现结构变形，荣选择弹性较低的材质又会导致封装层的缓冲性能不足，容易对芯片造成损伤，传统的碳化硅封装装置无法做到二者兼顾。
4.在进行封装部件的焊接时，会短时间内积蓄较多的热量，该热量会导致导热胶过度熔化流失，而传统的封装装置缺少快速散热的结构。
技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，包括输送组件、焊接组件、供料组件、注塑组件、下机台，输送组件、焊接组件、供料组件、注塑组件都设置在下机台上方，焊接组件设置在下机台一侧，输送组件、注塑组件设置在下机台另一侧，供料组件和注塑组件相连，供料组件包括进料斗、螺旋挤出机、加热丝、导气单元，进料斗和螺旋挤出机紧固连接，螺旋挤出机和下机台上表面紧固连接，加热丝设置在螺旋挤出机内部，导气单元和螺旋挤出机相连，导气单元另一端和注塑组件相连。输送组件将封装的各个部件输送到下机台上，焊接组件对各个零件依次进行焊接，供料组件对注塑填充材料进行处理，并输送到注塑组件中，注塑组件对封装件进行注塑填充。本发明的供料组件通过u型块在振动的同时将硅凝胶向u型槽间隙内部挤压，硅凝胶的超声波振动一方面提升了各部分之间的均匀程度，另一方面，残存在间隙中的气体在超声波振动影响下不断爆裂上涌，既提升了注塑料的均匀程度，也对注塑料进行了自动导气，避免了气隙的出现。
7.进一步的，螺旋挤出机包括主矩电机、螺旋推进杆、推进筒、出料嘴，推进筒一端和
主矩电机紧固连接，推进筒另一端和出料嘴紧固连接，螺旋推进杆设置在推进筒内部，螺旋推进杆和推进筒转动连接，主矩电机的输入轴和螺旋推进杆紧固连接，进料斗和推进筒侧壁紧固连接，加热丝嵌入在推进筒内部，出料嘴和导气单元相连。本发明设置了两组螺旋挤出机，分别在封装的不同阶段进行注塑，第一组螺旋挤出机内部放入的是硅凝胶颗粒，其将硅凝胶颗粒加热熔化，输送到注塑组件中，第二组螺旋挤出机内部放入环氧树脂颗粒，环氧树脂颗粒内部混合有固化剂，在冷却后会对其结构强度进行提升，其作为二次注塑填料，在一次注塑料表面形成骨架。
8.进一步的，导气单元包括u型块、导气块、挤压板、升降台、伸缩电缸、导气管、超声波发生器，导气块和下机台上表面紧固连接，导气块上设置有u型槽，u型块插入到u型槽内部，u型块内部设置有超声波发生器，升降台和导气块紧固连接，伸缩电缸和升降台紧固连接，伸缩电缸的输出轴和挤压板紧固连接，挤压板两侧分别和u型块侧壁、u型槽侧壁滑动连接，挤压板将u型槽和u型块之间的间隙密封，挤压板表面设置有若干个单向出气阀孔，u型槽顶部设置有密封板，u型块和密封板滑动连接，导气管和密封板相连接，导气管另一端和外部储气罐相连，导气管上设置有电磁阀和气压表，u型槽底部设置有输入阀门和输出阀门，输入阀门和螺旋挤出机，输出阀门和注塑组件相连。通过导气管上设置的电磁阀和气压表，可控制导气管的输入气流压强，当导气管排气时，电磁阀控制气流向外界排出，当导气管输入气体时，电磁阀控制外部储气罐内积存的正压气体输送到导气管内，气压表对压力进行实时监测。每一份需要进行封装的硅凝胶都会先输送到u型槽内，在硅凝胶填充u型槽后，伸缩电缸驱动u型块下移，u型块下移的过程中其内部的超声波发生器传递沿上下方向的高频振动，振动的同时硅凝胶被向u型槽间隙内部挤压，挤压板被顶起，硅凝胶的超声波振动一方面提升了各部分之间的均匀程度，另一方面，残存在间隙中的气体在超声波振动影响下不断爆裂上涌，最终气流从挤压板处被排除。u型槽底部为半圆形，u型块底部也为半圆形，当u型块底部移动到和u型槽底部圆心重合时，停止移动。气流被导出后，导气管会输入气流挤压挤压板，挤压板向下压实硅凝胶，硅凝胶被从输出阀门处排走，再次使用时，输出阀门会关闭，输入阀门开启，将上述步骤重复。
9.进一步的，输送组件包括第一输送带、第二输送带、第三输送带、取料机械手、焊接台、下料输送线，第一输送带、第二输送带、第三输送带设置在下机台上，取料机械手、焊接台和下机台上表面紧固连接，第一输送带、第二输送带、第三输送带位于取料机械手一侧，焊接台位于取料机械手另一侧，下料输送线设置在第三输送带侧边。第一输送带、第二输送带、第三输送带上都设置有载物台，第一输送带输送基板、绝缘层板，第二输送带输送dbc衬板，第三输送带输送碳化硅芯片、外壳，取料机械手依次将各个部件通过吸附抓取的方式向焊接台输送，焊接机械手通过超声波焊接的方式将各个部件逐层焊接。
10.进一步的，焊接组件包括焊接机械手、散热单元、位移模组、导轨，焊接机械手设置在焊接台远离取料机械手的一侧，焊接机械手的底座和位移模组的位移平台紧固连接，位移模组和下机台上表面紧固连接，导轨设置在位移模组两侧，焊接机械手底座下表面设置有滑块，滑块和导轨滑动连接，散热单元设置在焊接台内部。在焊接的过程中焊接机械手依次将基板、绝缘层板、dbc衬板、碳化硅芯片进行焊接，各个焊层之间设置有铜板，在焊接的过程中，为了避免温度过高导致基板和其底部安装的散热器之间的导热胶过度熔化，散热单元针对基板进行了散热处理。焊接机械手可在位移模组的带动下进行平移，可实现更大
程度的自由度，导轨保证了焊接机械手位移过程中的平稳性。
11.进一步的，散热单元包括散热块、降温槽、螺旋盘管、抽风机、通风直孔，焊接台表面设置有嵌入槽，嵌入槽侧壁内部设置有降温槽，焊接台上远离嵌入槽的位置处均匀设置有若干个散热块，散热块一端插入焊接台内部，通风直孔设置在散热块内部，抽风机设置在通风直孔内部，螺旋盘管嵌入在散热块内部，螺旋盘管环绕在通风直孔外侧，螺旋盘管上端通过孔道和降温槽上端相连，螺旋盘管下端通过孔道和降温槽下端相连，降温槽内部填充有汞液。在进行超声波焊接时，会短时间内积蓄较大的热量，这些热量输送到基板上容易导致导热胶过度熔化流失，本发明的结构是在进行超声波焊接时，基板下半部分和其下侧连接的散热器都被塞入嵌入槽中，嵌入槽周围环绕的降温槽内部的汞液接受到热量，转化为汞蒸气，汞蒸气快速进入到螺旋盘管中，并沿着螺旋盘管自上而下流动，螺旋盘管靠内侧的边设置为铜材质，具有更好的导热性，会将更多的热量向通风直孔内部输送。在汞蒸气温度下降的过程中，汞蒸气的密度不断提升，会向下沉积，在螺旋盘管底部，重新液化的汞液回流到降温槽内部。密封的螺旋盘管中，上侧部分不断充入由液态转化为气态的汞蒸气，下侧部分不断流出由气态转化为液态的汞液，则螺旋盘管上部的压强会大于螺旋盘管下部的压强，在压强差的推动下，进入螺旋盘管的汞蒸气处于持续的流动状态，可以更好的进行换热工作。本发明通过这种设置极大程度的降低了超声波焊接过程中的热量集中，维持了导热胶的正常工作状态。
12.进一步的，焊接组件还包括取线夹爪，取线夹爪设置取料机械手上，注塑组件包括绕线单元、模具单元，绕线单元、模具单元和下机台上表面紧固连接，绕线单元包括绕线柱、转动环、伸缩杆、滑动块、电动夹、横梁架、第一横梁板、第二横梁板，绕线柱下端设置有螺旋槽，螺旋槽的截面形状为半圆形，绕线柱有两根，绕线柱上端设置有螺杆，螺杆和绕线柱紧固连接，第一横梁板和横梁架紧固连接，第二横梁板和横梁架滑动连接，第一横梁板上嵌入有螺母，螺杆从螺母中穿过，螺杆和螺母啮合，螺杆和第二横梁板转动连接，第二横梁板上方设置有旋转电机，旋转电机的主动轴和螺杆紧固连接，转动环和绕线柱上端转动连接，转动环上侧紧固连接有环形齿圈，绕线柱上端侧壁上紧固连接有调整电机，调整电机的输出轴上固定有齿轮，齿轮和环形齿圈啮合，伸缩杆一端和转动环下表面紧固连接，伸缩杆另一端和滑动块紧固连接，滑动块和螺旋槽滑动连接，电动夹和滑动块紧固连接。线夹爪会抓取碳化硅芯片上连接的延长线，延长线被线夹爪抓取后，旋转电机转动，螺杆和螺母啮合下移，绕线柱下移，线夹爪将延长线底端送入电动夹中，电动夹将延长线夹持，延长线处于电动夹上设置的圆孔内部，受到一定程度的摩擦阻力，转动环转动时，伸缩杆带动滑动块沿着螺旋槽螺旋向上转动，延长线和电动夹出现相对滑动，被顺着螺旋槽缠绕在绕线柱上，当缠绕完毕后，两个半模具将绕线柱夹持住，对半模具内部进行初步注塑，注入硅凝胶，注塑完毕后，硅凝胶冷却收缩，螺旋槽内部的延长线被硅凝胶包裹，此时旋转电机反向转动，绕线柱反转退出半模具内部。延长线被按照螺旋的方式埋在硅凝胶中，极大程度的提升了延长线的结构稳定性，在封装件受到振动冲击时，硅凝胶的内部形变作用在延长线上时，会转化为局部延长线的环形收缩和舒张，不会导致延长线被拉断的情况出现。
13.进一步的，模具单元包括半模具、液压杆、导通孔，半模具顶部设置有导通孔，导通孔有两个，半模具内侧设置有半圆柱型纹路，半圆柱型纹路和导通孔位置相连，液压杆和横梁架紧固连接，液压杆的输出轴和半模具紧固连接。半模具在需要注塑时会在液压杆的带
动下重合，注塑液输送到半模具内部，半模具的设置一方面便于对注塑液进行快速冷却，另一方面，半模具的内部空间大于外壳内部空间，能够对冷却收缩导致的形变量进行补偿，提升了外壳内部的填充密实度。半模具上设置的半圆柱型纹路会使得一次注塑的硅凝胶表面出现半圆槽纹路，在开模后，外壳被固定到基板上，延长线从绕线柱留下的空洞中伸出，此时二次注塑液输送到外壳内部，将半圆形纹路和绕线柱留下的空洞填充，二次注塑采用混合了固化剂的环氧树脂，在硅凝胶的外层形成了骨架，并将外壳和硅凝胶之间的缝隙完全填充。本发明通过在芯片外侧填充硅凝胶构建的防护层，一方面提升柔性缓冲，另一方面也对芯片进行电气封锁，通过在硅凝胶防护层外侧设置环氧树脂骨架，提升了封装层的整体结构降低，并且进一步提升了碳化硅封装的绝缘性能。
14.进一步的，半模具内部设置有水冷通道，水冷通道和外部换热系统相连通。冷却水的换热系统是本领域常规技术手段，具体结构不作描述，通过水冷通道的设置可以是的硅凝胶的整体散热速率更加均匀，冷却后的成型状态也比传统的直接向外壳内注塑，自然冷却后的成型状态更加平均。更均衡的成型结构在承受温升时能保持封装层的受力平衡，不会因为局部的结构差异而导致受热时出现应力集中的情况。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明的供料组件通过u型块在振动的同时将硅凝胶向u型槽间隙内部挤压，硅凝胶的超声波振动一方面提升了各部分之间的均匀程度，另一方面，残存在间隙中的气体在超声波振动影响下不断爆裂上涌，既提升了注塑料的均匀程度，也对注塑料进行了自动导气，避免了气隙的出现。本发明的散热单元通过在螺旋盘管上下成形成的压强差推动气化的汞蒸气不断循环流动，极大程度的降低了超声波焊接过程中的热量集中，维持了导热胶的正常工作状态。本发明通过将延长线按照螺旋的方式埋在硅凝胶中，极大程度的提升了延长线的结构稳定性，在封装件受到振动冲击时，硅凝胶的内部形变作用在延长线上时，会转化为局部延长线的环形收缩和舒张，不会导致延长线被拉断的情况出现。本发明通过模具单元在芯片外侧填充硅凝胶构建的防护层，一方面提升柔性缓冲，另一方面也对芯片进行电气封锁，通过在硅凝胶防护层外侧设置环氧树脂骨架，提升了封装层的整体结构降低，并且进一步提升了碳化硅封装的绝缘性能。并通过半圆柱型纹路和半圆槽纹路将二者嵌合，极大程度的提升了双层防护之间的连接性能。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
17.图1是本发明的整体结构俯视图；
18.图2是本发明的散热单元剖面视图；
19.图3是本发明的螺旋挤出机局部剖视图；
20.图4是本发明的导气单元未挤压状态下剖面视图；
21.图5是本发明的导气单元挤压状态下剖面视图；
22.图6是本发明的注塑组件侧向剖视图；
23.图7是本发明的注塑组件主视图；
24.图8是本发明的绕线单元整体结构示意图；
25.图9是本发明的绕线单元局部结构示意图；
26.图10是本发明的半模具剖面视图；
27.图中：1-输送组件、11-第一输送带、12-第二输送带、13-第三输送带、14-取料机械手、15-焊接台、16-下料输送线、2-焊接组件、21-焊接机械手、22-散热单元、221-散热块、222-降温槽、223-螺旋盘管、224-抽风机、225-通风直孔、23-位移模组、24-导轨、3-供料组件、31-进料斗、32-螺旋挤出机、321-主矩电机、322-螺旋推进杆、323-推进筒、324-出料嘴、33-加热丝、34-导气单元、341-u型块、342-导气块、343-挤压板、344-升降台、345-伸缩电缸、346-导气管、4-注塑组件、41-绕线单元、411-绕线柱、412-转动环、413-伸缩杆、414-滑动块、415-电动夹、416-横梁架、417-第一横梁板、418-第二横梁板、419-螺旋槽、42-模具单元、421-半模具、4211-水冷通道、422-液压杆、423-导通孔、5-下机台、61-基板、62-卷元层板、63-dbc衬板、64-碳化硅芯片、65-延长线。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1-图10，本发明提供技术方案：
30.如图1-图10所示，一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，包括输送组件1、焊接组件2、供料组件3、注塑组件4、下机台5，输送组件1、焊接组件2、供料组件3、注塑组件4都设置在下机台5上方，焊接组件2设置在下机台5一侧，输送组件1、注塑组件4设置在下机台5另一侧，供料组件3和注塑组件4相连，供料组件3包括进料斗31、螺旋挤出机32、加热丝33、导气单元34，进料斗31和螺旋挤出机32紧固连接，螺旋挤出机32和下机台5上表面紧固连接，加热丝33设置在螺旋挤出机32内部，导气单元34和螺旋挤出机32相连，导气单元34另一端和注塑组件4相连。输送组件1将封装的各个部件输送到下机台5上，焊接组件2对各个零件依次进行焊接，供料组件3对注塑填充材料进行处理，并输送到注塑组件4中，注塑组件4对封装件进行注塑填充。本发明的供料组件通过u型块341在振动的同时将硅凝胶向u型槽间隙内部挤压，硅凝胶的超声波振动一方面提升了各部分之间的均匀程度，另一方面，残存在间隙中的气体在超声波振动影响下不断爆裂上涌，既提升了注塑料的均匀程度，也对注塑料进行了自动导气，避免了气隙的出现。
31.螺旋挤出机32包括主矩电机321、螺旋推进杆322、推进筒323、出料嘴324，推进筒323一端和主矩电机321紧固连接，推进筒323另一端和出料嘴324紧固连接，螺旋推进杆322设置在推进筒323内部，螺旋推进杆322和推进筒323转动连接，主矩电机321的输入轴和螺旋推进杆322紧固连接，进料斗31和推进筒323侧壁紧固连接，加热丝33嵌入在推进筒323内部，出料嘴324和导气单元34相连。本发明设置了两组螺旋挤出机32，分别在封装的不同阶段进行注塑，第一组螺旋挤出机32内部放入的是硅凝胶颗粒，其将硅凝胶颗粒加热熔化，输送到注塑组件4中，第二组螺旋挤出机32内部放入环氧树脂颗粒，环氧树脂颗粒内部混合有固化剂，在冷却后会对其结构强度进行提升，其作为二次注塑填料，在一次注塑料表面形成骨架。
32.导气单元34包括u型块341、导气块342、挤压板343、升降台344、伸缩电缸345、导气管346、超声波发生器，导气块342和下机台5上表面紧固连接，导气块342上设置有u型槽，u型块341插入到u型槽内部，u型块341内部设置有超声波发生器，升降台344和导气块342紧固连接，伸缩电缸345和升降台344紧固连接，伸缩电缸345的输出轴和挤压板343紧固连接，挤压板343两侧分别和u型块341侧壁、u型槽侧壁滑动连接，挤压板343将u型槽和u型块341之间的间隙密封，挤压板343表面设置有若干个单向出气阀孔，u型槽顶部设置有密封板，u型块341和密封板滑动连接，导气管346和密封板相连接，导气管346另一端和外部储气罐相连，导气管346上设置有电磁阀和气压表，u型槽底部设置有输入阀门和输出阀门，输入阀门和螺旋挤出机32，输出阀门和注塑组件4相连。通过导气管346上设置的电磁阀和气压表，可控制导气管346的输入气流压强，当导气管346排气时，电磁阀控制气流向外界排出，当导气管346输入气体时，电磁阀控制外部储气罐内积存的正压气体输送到导气管346内，气压表对压力进行实时监测。每一份需要进行封装的硅凝胶都会先输送到u型槽内，在硅凝胶填充u型槽后，伸缩电缸345驱动u型块341下移，u型块341下移的过程中其内部的超声波发生器传递沿上下方向的高频振动，振动的同时硅凝胶被向u型槽间隙内部挤压，挤压板343被顶起，硅凝胶的超声波振动一方面提升了各部分之间的均匀程度，另一方面，残存在间隙中的气体在超声波振动影响下不断爆裂上涌，最终气流从挤压板343处被排除。u型槽底部为半圆形，u型块341底部也为半圆形，当u型块341底部移动到和u型槽底部圆心重合时，停止移动。气流被导出后，导气管346会输入气流挤压挤压板343，挤压板343向下压实硅凝胶，硅凝胶被从输出阀门处排走，再次使用时，输出阀门会关闭，输入阀门开启，将上述步骤重复。
33.输送组件1包括第一输送带11、第二输送带12、第三输送带13、取料机械手14、焊接台15、下料输送线16，第一输送带11、第二输送带12、第三输送带13设置在下机台5上，取料机械手14、焊接台15和下机台5上表面紧固连接，第一输送带11、第二输送带12、第三输送带13位于取料机械手14一侧，焊接台15位于取料机械手14另一侧，下料输送线16设置在第三输送带13侧边。第一输送带11、第二输送带12、第三输送带13上都设置有载物台，第一输送带输送基板61、绝缘层板62，第二输送带输送dbc衬板63，第三输送带输送碳化硅芯片64、外壳，取料机械手14依次将各个部件通过吸附抓取的方式向焊接台15输送，焊接机械手21通过超声波焊接的方式将各个部件逐层焊接。
34.焊接组件2包括焊接机械手21、散热单元22、位移模组23、导轨24，焊接机械手21设置在焊接台15远离取料机械手14的一侧，焊接机械手21的底座和位移模组23的位移平台紧固连接，位移模组23和下机台5上表面紧固连接，导轨24设置在位移模组23两侧，焊接机械手21底座下表面设置有滑块，滑块和导轨24滑动连接，散热单元22设置在焊接台15内部。在焊接的过程中焊接机械手依次将基板、绝缘层板、dbc衬板、碳化硅芯片进行焊接，各个焊层之间设置有铜板，在焊接的过程中，为了避免温度过高导致基板和其底部安装的散热器之间的导热胶过度熔化，散热单元22针对基板进行了散热处理。焊接机械手21可在位移模组23的带动下进行平移，可实现更大程度的自由度，导轨24保证了焊接机械手位移过程中的平稳性。
35.散热单元22包括散热块221、降温槽222、螺旋盘管223、抽风机224、通风直孔225，焊接台15表面设置有嵌入槽，嵌入槽侧壁内部设置有降温槽222，焊接台15上远离嵌入槽的位置处均匀设置有若干个散热块221，散热块221一端插入焊接台15内部，通风直孔225设置
在散热块221内部，抽风机224设置在通风直孔225内部，螺旋盘管223嵌入在散热块221内部，螺旋盘管223环绕在通风直孔225外侧，螺旋盘管223上端通过孔道和降温槽222上端相连，螺旋盘管223下端通过孔道和降温槽222下端相连，降温槽222内部填充有汞液。在进行超声波焊接时，会短时间内积蓄较大的热量，这些热量输送到基板上容易导致导热胶过度熔化流失，本发明的结构是在进行超声波焊接时，基板下半部分和其下侧连接的散热器都被塞入嵌入槽中，嵌入槽周围环绕的降温槽222内部的汞液接受到热量，转化为汞蒸气，汞蒸气快速进入到螺旋盘管223中，并沿着螺旋盘管223自上而下流动，螺旋盘管223靠内侧的边设置为铜材质，具有更好的导热性，会将更多的热量向通风直孔225内部输送。在汞蒸气温度下降的过程中，汞蒸气的密度不断提升，会向下沉积，在螺旋盘管223底部，重新液化的汞液回流到降温槽222内部。密封的螺旋盘管223中，上侧部分不断充入由液态转化为气态的汞蒸气，下侧部分不断流出由气态转化为液态的汞液，则螺旋盘管223上部的压强会大于螺旋盘管223下部的压强，在压强差的推动下，进入螺旋盘管223的汞蒸气处于持续的流动状态，可以更好的进行换热工作。本发明通过这种设置极大程度的降低了超声波焊接过程中的热量集中，维持了导热胶的正常工作状态。
36.焊接组件2还包括取线夹爪，取线夹爪设置取料机械手14上，注塑组件4包括绕线单元41、模具单元42，绕线单元41、模具单元42和下机台5上表面紧固连接，绕线单元41包括绕线柱411、转动环412、伸缩杆413、滑动块414、电动夹415、横梁架416、第一横梁板417、第二横梁板418，绕线柱411下端设置有螺旋槽419，螺旋槽419的截面形状为半圆形，绕线柱411有两根，绕线柱411上端设置有螺杆，螺杆和绕线柱411紧固连接，第一横梁板417和横梁架416紧固连接，第二横梁板418和横梁架416滑动连接，第一横梁板417上嵌入有螺母，螺杆从螺母中穿过，螺杆和螺母啮合，螺杆和第二横梁板418转动连接，第二横梁板418上方设置有旋转电机，旋转电机的主动轴和螺杆紧固连接，转动环412和绕线柱411上端转动连接，转动环412上侧紧固连接有环形齿圈，绕线柱411上端侧壁上紧固连接有调整电机，调整电机的输出轴上固定有齿轮，齿轮和环形齿圈啮合，伸缩杆413一端和转动环412下表面紧固连接，伸缩杆413另一端和滑动块414紧固连接，滑动块414和螺旋槽419滑动连接，电动夹415和滑动块414紧固连接。线夹爪会抓取碳化硅芯片64上连接的延长线65，延长线被线夹爪抓取后，旋转电机转动，螺杆和螺母啮合下移，绕线柱411下移，线夹爪将延长线底端送入电动夹415中，电动夹415将延长线夹持，延长线65处于电动夹415上设置的圆孔内部，受到一定程度的摩擦阻力，转动环412转动时，伸缩杆413带动滑动块414沿着螺旋槽419螺旋向上转动，延长线65和电动夹415出现相对滑动，被顺着螺旋槽419缠绕在绕线柱411上，当缠绕完毕后，两个半模具421将绕线柱411夹持住，对半模具421内部进行初步注塑，注入硅凝胶，注塑完毕后，硅凝胶冷却收缩，螺旋槽内部的延长线被硅凝胶包裹，此时旋转电机反向转动，绕线柱411反转退出半模具421内部。延长线被按照螺旋的方式埋在硅凝胶中，极大程度的提升了延长线65的结构稳定性，在封装件受到振动冲击时，硅凝胶的内部形变作用在延长线上时，会转化为局部延长线的环形收缩和舒张，不会导致延长线被拉断的情况出现。
37.模具单元42包括半模具421、液压杆422、导通孔423，半模具421顶部设置有导通孔423，导通孔423有两个，半模具421内侧设置有半圆柱型纹路，半圆柱型纹路和导通孔423位置相连，液压杆422和横梁架416紧固连接，液压杆422的输出轴和半模具421紧固连接。半模具在需要注塑时会在液压杆的带动下重合，注塑液输送到半模具内部，半模具的设置一方
面便于对注塑液进行快速冷却，另一方面，半模具的内部空间大于外壳内部空间，能够对冷却收缩导致的形变量进行补偿，提升了外壳内部的填充密实度。半模具上设置的半圆柱型纹路会使得一次注塑的硅凝胶表面出现半圆槽纹路，在开模后，外壳被固定到基板61上，延长线从绕线柱留下的空洞中伸出，此时二次注塑液输送到外壳内部，将半圆形纹路和绕线柱留下的空洞填充，二次注塑采用混合了固化剂的环氧树脂，在硅凝胶的外层形成了骨架，并将外壳和硅凝胶之间的缝隙完全填充。本发明通过在芯片外侧填充硅凝胶构建的防护层，一方面提升柔性缓冲，另一方面也对芯片进行电气封锁，通过在硅凝胶防护层外侧设置环氧树脂骨架，提升了封装层的整体结构降低，并且进一步提升了碳化硅封装的绝缘性能。
38.半模具421内部设置有水冷通道4211，水冷通道4211和外部换热系统相连通。冷却水的换热系统是本领域常规技术手段，具体结构不作描述，通过水冷通道的设置可以是的硅凝胶的整体散热速率更加均匀，冷却后的成型状态也比传统的直接向外壳内注塑，自然冷却后的成型状态更加平均。更均衡的成型结构在承受温升时能保持封装层的受力平衡，不会因为局部的结构差异而导致受热时出现应力集中的情况。
39.本发明的工作原理：取料机械手14依次将各个部件通过吸附抓取的方式向焊接台15输送，焊接机械手21通过超声波焊接的方式将各个部件逐层焊接。在进行超声波焊接时，基板下半部分和其下侧连接的散热器都被塞入嵌入槽中，嵌入槽周围环绕的降温槽222内部的汞液接受到热量，转化为汞蒸气，汞蒸气快速进入到螺旋盘管223中，并沿着螺旋盘管223自上而下流动，在螺旋盘管223底部，重新液化的汞液回流到降温槽222内部。电动夹415将延长线夹持，转动环412转动时，伸缩杆413带动滑动块414沿着螺旋槽419螺旋向上转动，延长线65和电动夹415出现相对滑动，被顺着螺旋槽419缠绕在绕线柱411上，当缠绕完毕后，两个半模具421将绕线柱411夹持住，对半模具421内部进行初步注塑，注入硅凝胶，注塑完毕后，硅凝胶冷却收缩，螺旋槽内部的延长线被硅凝胶包裹，此时旋转电机反向转动，绕线柱411反转退出半模具421内部。在开模后，外壳被固定到基板61上，延长线从绕线柱留下的空洞中伸出，此时二次注塑液输送到外壳内部，将半圆形纹路和绕线柱留下的空洞填充。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
41.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述装置包括输送组件(1)、焊接组件(2)、供料组件(3)、注塑组件(4)、下机台(5)，所述输送组件(1)、焊接组件(2)、供料组件(3)、注塑组件(4)都设置在下机台(5)上方，所述焊接组件(2)设置在下机台(5)一侧，所述输送组件(1)、注塑组件(4)设置在下机台(5)另一侧，所述供料组件(3)和注塑组件(4)相连，所述供料组件(3)包括进料斗(31)、螺旋挤出机(32)、加热丝(33)、导气单元(34)，所述进料斗(31)和螺旋挤出机(32)紧固连接，所述螺旋挤出机(32)和下机台(5)上表面紧固连接，所述加热丝(33)设置在螺旋挤出机(32)内部，所述导气单元(34)和螺旋挤出机(32)相连，导气单元(34)另一端和注塑组件(4)相连。2.根据权利要求1所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述螺旋挤出机(32)包括主矩电机(321)、螺旋推进杆(322)、推进筒(323)、出料嘴(324)，所述推进筒(323)一端和主矩电机(321)紧固连接，推进筒(323)另一端和出料嘴(324)紧固连接，所述螺旋推进杆(322)设置在推进筒(323)内部，所述螺旋推进杆(322)和推进筒(323)转动连接，所述主矩电机(321)的输入轴和螺旋推进杆(322)紧固连接，所述进料斗(31)和推进筒(323)侧壁紧固连接，所述加热丝(33)嵌入在推进筒(323)内部，所述出料嘴(324)和导气单元(34)相连。3.根据权利要求2所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述导气单元(34)包括u型块(341)、导气块(342)、挤压板(343)、升降台(344)、伸缩电缸(345)、导气管(346)、超声波发生器，所述导气块(342)和下机台(5)上表面紧固连接，所述导气块(342)上设置有u型槽，所述u型块(341)插入到u型槽内部，所述u型块(341)内部设置有超声波发生器，所述升降台(344)和导气块(342)紧固连接，所述伸缩电缸(345)和升降台(344)紧固连接，所述伸缩电缸(345)的输出轴和挤压板(343)紧固连接，所述挤压板(343)两侧分别和u型块(341)侧壁、u型槽侧壁滑动连接，挤压板(343)将u型槽和u型块(341)之间的间隙密封，所述挤压板(343)表面设置有若干个单向出气阀孔，所述u型槽顶部设置有密封板，所述u型块(341)和密封板滑动连接，所述导气管(346)和密封板相连接，导气管(346)另一端和外部储气罐相连，所述导气管(346)上设置有电磁阀和气压表，所述u型槽底部设置有输入阀门和输出阀门，所述输入阀门和螺旋挤出机(32)，所述输出阀门和注塑组件(4)相连。4.根据权利要求3所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述输送组件(1)包括第一输送带(11)、第二输送带(12)、第三输送带(13)、取料机械手(14)、焊接台(15)、下料输送线(16)，所述第一输送带(11)、第二输送带(12)、第三输送带(13)设置在下机台(5)上，所述取料机械手(14)、焊接台(15)和下机台(5)上表面紧固连接，所述第一输送带(11)、第二输送带(12)、第三输送带(13)位于取料机械手(14)一侧，所述焊接台(15)位于取料机械手(14)另一侧，所述下料输送线(16)设置在第三输送带(13)侧边。5.根据权利要求4所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述焊接组件(2)包括焊接机械手(21)、散热单元(22)、位移模组(23)、导轨(24)，所述焊接机械手(21)设置在焊接台(15)远离取料机械手(14)的一侧，所述焊接机械手(21)的底座和位移模组(23)的位移平台紧固连接，所述位移模组(23)和下机台(5)上表面紧固连接，所述导轨(24)设置在位移模组(23)两侧，所述焊接机械手(21)底座下表面设置有滑块，所述滑块和导轨(24)滑动连接，所述散热单元(22)设置在焊接台(15)内部。
6.根据权利要求5所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述散热单元(22)包括散热块(221)、降温槽(222)、螺旋盘管(223)、抽风机(224)、通风直孔(225)，所述焊接台(15)表面设置有嵌入槽，所述嵌入槽侧壁内部设置有降温槽(222)，所述焊接台(15)上远离嵌入槽的位置处均匀设置有若干个散热块(221)，所述散热块(221)一端插入焊接台(15)内部，所述通风直孔(225)设置在散热块(221)内部，所述抽风机(224)设置在通风直孔(225)内部，所述螺旋盘管(223)嵌入在散热块(221)内部，所述螺旋盘管(223)环绕在通风直孔(225)外侧，所述螺旋盘管(223)上端通过孔道和降温槽(222)上端相连，所述螺旋盘管(223)下端通过孔道和降温槽(222)下端相连，降温槽(222)内部填充有汞液。7.根据权利要求6所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述焊接组件(2)还包括取线夹爪，所述取线夹爪设置取料机械手(14)上，所述注塑组件(4)包括绕线单元(41)、模具单元(42)，所述绕线单元(41)、模具单元(42)和下机台(5)上表面紧固连接，所述绕线单元(41)包括绕线柱(411)、转动环(412)、伸缩杆(413)、滑动块(414)、电动夹(415)、横梁架(416)、第一横梁板(417)、第二横梁板(418)，所述绕线柱(411)下端设置有螺旋槽(419)，所述螺旋槽(419)的截面形状为半圆形，所述绕线柱(411)有两根，所述绕线柱(411)上端设置有螺杆，所述螺杆和绕线柱(411)紧固连接，所述第一横梁板(417)和横梁架(416)紧固连接，所述第二横梁板(418)和横梁架(416)滑动连接，所述第一横梁板(417)上嵌入有螺母，所述螺杆从螺母中穿过，所述螺杆和螺母啮合，所述螺杆和第二横梁板(418)转动连接，所述第二横梁板(418)上方设置有旋转电机，所述旋转电机的主动轴和螺杆紧固连接，所述转动环(412)和绕线柱(411)上端转动连接，所述转动环(412)上侧紧固连接有环形齿圈，绕线柱(411)上端侧壁上紧固连接有调整电机，所述调整电机的输出轴上固定有齿轮，所述齿轮和环形齿圈啮合，所述伸缩杆(413)一端和转动环(412)下表面紧固连接，伸缩杆(413)另一端和滑动块(414)紧固连接，所述滑动块(414)和螺旋槽(419)滑动连接，所述电动夹(415)和滑动块(414)紧固连接。8.根据权利要求7所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述模具单元(42)包括半模具(421)、液压杆(422)、导通孔(423)，所述半模具(421)顶部设置有导通孔(423)，所述导通孔(423)有两个，所述半模具(421)内侧设置有半圆柱型纹路，所述半圆柱型纹路和导通孔(423)位置相连，所述液压杆(422)和横梁架(416)紧固连接，所述液压杆(422)的输出轴和半模具(421)紧固连接。9.根据权利要求8所述的一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，其特征在于：所述半模具(421)内部设置有水冷通道(4211)，所述水冷通道(4211)和外部换热系统相连通。
技术总结本发明公开了一种具有自动导气功能的碳化硅超声波封装装置，包括输送组件、焊接组件、供料组件、注塑组件、下机台，输送组件、焊接组件、供料组件、注塑组件都设置在下机台上方，焊接组件设置在下机台一侧，输送组件、注塑组件设置在下机台另一侧，供料组件和注塑组件相连。本发明的供料组件通过U型块在振动的同时将硅凝胶向U型槽间隙内部挤压，硅凝胶的超声波振动一方面提升了各部分之间的均匀程度，另一方面，残存在间隙中的气体在超声波振动影响下不断爆裂上涌，既提升了注塑料的均匀程度，也对注塑料进行了自动导气，避免了气隙的出现。现。现。
技术研发人员：袁纪文 邓孟中 杜运波
受保护的技术使用者：扬州港信光电科技有限公司
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/7/5
