一种硅基大功率芯片散热结构及其加工装置

电气元件制品的制造及其应用技术1.本发明属于大功率芯片领域，具体涉及一种硅基大功率芯片散热结构及其加工装置。背景技术：2.现有的硅(gan)基大功率芯片，包括三氧化二铝(al2o3)衬底层和硅外延层，硅外延层设置在三氧化二铝衬底层的上面，硅外延层由p型硅子层和n型硅子层组成，p型硅子层位于n型硅子层的上方，p电极金丝焊接在p型硅子层，n电极金丝焊接在n型硅子层，三氧化二铝衬底层本身不导电，导热能力差，现有的硅基大功率芯片散热效果不好，影响芯片的使用寿命，且安装时无法精准定位。并且在实际生产过程中为了保证芯片的正常使用，通常需要对其进行除尘处理，传统的除尘方式是人工对生成后的芯片表面进行清扫，这种方式不仅人工损耗大，而且整体除尘效率低，从而导致整体生产速度慢。因此设计一种能够精准定位安装且整体散热效果好的硅基芯片以及能够代替人工对芯片进行除尘的装置是符合实际需要的。3.针对上述提出的问题，现设计一种硅基大功率芯片散热结构及其加工装置。技术实现要素：4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硅基大功率芯片散热结构及其加工装置，解决了现有技术中硅基大功率芯片散热效果不好，影响芯片的使用寿命，且安装时无法精准定位，以及人工对芯片表面进行清扫，不仅人工损耗大，而且整体除尘效率低的问题。5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：6.一种硅基大功率芯片散热结构，包括散热底板、三氧化二铝衬底层、n型硅子层、p型硅子层和透明导电层，所述散热底板的下端设有阵列分布的散热孔和散热翅片，所述散热翅片均匀设置在散热孔之间。7.所述散热底板的上端竖直固定设有阵列分布的定位柱，所述三氧化二铝衬底层、n型硅子层、p型硅子层和透明导电层上均设有阵列分布的定位孔，所述定位孔的直径与定位柱相同，且当三氧化二铝衬底层、n型硅子层、p型硅子层和透明导电层与散热底板安装时，所述定位柱穿过定位孔。8.所述三氧化二铝衬底层设置在散热底板的上端，所述n型硅子层设置在三氧化二铝衬底层的上端，所述n型硅子层设置在三氧化二铝衬底层的上端，所述p型硅子层设置在n型硅子层的上端，所述透明导电层设置在p型硅子层的上端。9.所述p型硅子层的上端中部焊接有p电极金丝，所述p电极金丝贯穿透明导电层，所述p型硅子层为金属材质，所述透明导电层通过一次性蒸镀固定在p型硅子层的上端，所述p型硅子层通过一次性蒸镀固定在n型硅子层的上端，所述三氧化二铝衬底层通过一次性蒸镀固定在散热底片的上端。10.一种硅基大功率芯片散热结构的加工装置，包括支撑板，所述支撑板的上端固定设有加工装置除尘模块和放置模块，所述放置模块置于加工装置除尘模块之间。11.所述加工装置除尘模块包括第一支撑柱和第二支撑柱，所述第一支撑柱和第二支撑柱竖直固定在支撑板的上端，所述第二支撑柱的一侧设有上下分布的第一齿轮，相邻所述第一齿轮啮合，一个所述第一支撑柱的另一侧固定设有第一电机，所述第一电机的输出端连通第一支撑柱，并与一个所述第一齿轮固定连接。12.所述第一齿轮的一侧固定设有第一摆杆，所述第二支撑柱的一侧设有转动连接的第二摆杆，相邻两个第一摆杆之间横向设有转动连接的第一圆轴，相邻两个第二摆杆之间横向设有转动连接的第二圆轴，相邻所述第一圆轴和第二圆轴之间设有转动连接的传动杆，所述第一支撑柱、第二支撑柱之间设有清理机构，所述第一圆轴和第二圆轴贯穿清理机构，并与清理机构转动连接。13.进一步的，所述清理机构包括安装板，所述安装板的一侧固定设有安装柱，一个所述安装柱的一侧固定设有伸缩缸，所述伸缩缸的输出端贯穿安装柱，并与连接柱固定连接。14.所述连接柱的一侧固定设有第二电机，所述连接柱的另一侧设有转动连接的第一转轴，所述第二电机的输出端连通连接柱，并与第一转轴固定连接，所述第一转轴上固定设有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一转轴穿过安装柱。15.进一步的，所述安装板的一侧固定设有第一紧固柱，所述第一紧固柱之间设有转动连接的第二转轴，所述第二转轴上固定设有第二齿轮。16.所述第一紧固柱的一侧设有转动连接的第三锥齿轮，所述第二转轴连通第一紧固柱，并与第三锥齿轮固定连接。所述安装板上设有转动连接的第三转轴，所述第三转轴贯穿安装板，所述第三转轴的一端固定设有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合，所述第三转轴的另一端固定设有第三齿轮。17.进一步的，所述安装板的一侧固定设有第二紧固柱，所述第二紧固柱的一侧设有转动连接的第四转轴，所述第四转轴上固定设有蜗杆、第四齿轮和第五锥齿轮，所述第五锥齿轮与第一锥齿轮和第二锥齿轮，且第五锥齿轮不能同时与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。18.所述第四齿轮与第二齿轮啮合。所述安装板上设有转动连接的第五转轴，所述第五转轴贯穿安装板，所述第五转轴的一端固定设有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述第五转轴的另一端固定设有除尘杆。19.进一步的，所述安装板的一侧固定设有第三紧固柱，所述第三紧固柱之间设有转动连接的第六转轴，所述第六转轴上固定设有第五齿轮，所述第五齿轮与第四齿轮啮合。20.所述安装板的一侧固定设有第四紧固柱，所述第四紧固柱的一侧设有转动连接的第七转轴，所述第七转轴上固定设有第六齿轮，所述第六齿轮与第四紧固柱啮合，所述第七转轴的一端固定设有第六锥齿轮，所述安装板上设有转动连接的第八转轴，所述第八转轴贯穿安装板，所述第八转轴的一端固定设有第七锥齿轮，所述第七锥齿轮与第六锥齿轮啮合，所述第八转轴的另一端固定设有第八锥齿轮。21.所述安装板的另一侧固定设有第五紧固柱，所述第五紧固柱之间设有转动连接的粘黏辊，一个所述第五紧固柱的一侧设有转动连接的第九锥齿轮，所述第九锥齿轮与第八锥齿轮啮合，所述粘黏辊连通第五紧固柱，并与第九锥齿轮固定连接。22.进一步的，所述安装板的另一侧固定设有刮灰板，所述安装板的另一侧设有滑槽，所述滑槽内设有滑动连接的滑杆，所述滑杆的一端固定设有齿条，所述齿条的一侧固定设有连通板，所述连通板为中空结构，所述连通板的下端固定设有喷头，所述安装板的一侧固定设有蓄水桶，所述蓄水桶上固定设有增压泵，所述蓄水桶的侧端连接有出水管，所述出水管贯穿安装板，并与安装板固定连接，所述出水管的一端与连通板连接，所述第三转轴的另一端与第七齿轮固定连接，所述第七齿轮与齿条啮合。23.进一步的，所述放置模块包括圆形放置板，所述圆形放置板的侧端设有齿槽，所述圆形放置板置于清理机构之间，所述圆形放置板的上端设有第一环槽，所述圆形放置板的下端设有第二环槽，所述第二环槽内设有滑动连接的第一弧形块，所述第一弧形块的下端固定设有固定柱，所述固定柱固定设置在支撑板的上端，所述第一环槽内设有滑动连接的第二弧形块，所述第二弧形块的上端固定设有t型杆，所述t型杆的两端与第二支撑柱固定连接，所述圆形放置板上设有安装槽，所述安装槽用于放置硅基大功率芯片散热结构。24.进一步的，所述支撑板的上端固定设有连接架，所述连接架的上端设有转动连接的第九转轴，所述第九转轴的上端固定设有第八齿轮，所述第八齿轮与圆形放置板啮合，所述连接架内固定设有第三电机，所述第三电机的输出端连通连接架，并与第九转轴固定连接。25.本发明的有益效果：26.1、本发明提出的硅基大功率芯片散热结构，不仅在安装时能够精准定位，而且将内部热量进行传导，并通过散热结构将热量快速散发出去，增强了散热效果，可延长芯片的使用寿命；27.2、本发明提出的硅基大功率芯片散热结构加工装置，能够代替人工完成表面清理工作，并且通过联动结构，能够同时控制多种除尘机构工作，整体清洁效果好，清洁效率高，能够广泛应用。附图说明28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。29.图1是本发明实施例的整体芯片散热结构示意图；30.图2是本发明实施例的整体芯片散热结构侧视图；31.图3是本发明实施例的整体芯片散热结构俯视图；32.图4是本发明实施例的整体芯片散热结构底视图；33.图5是本发明实施例的整体芯片散热结构加工装置示意图；34.图6是本发明实施例的加工装置除尘模块结构示意图；35.图7是本发明实施例的清理机构结构示意图；36.图8是本发明实施例的清理机构结构示意图；37.图9是本发明实施例的清理机构结构示意图；38.图10是图9的a处放大结构示意图；39.图11是本发明实施例的放置模块结构示意图；40.图12是本发明实施例的放置模块结构示意图。具体实施方式41.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。43.如图1、图2、图3、图4所示，一种硅基大功率芯片散热结构，包括散热底板1、三氧化二铝衬底层5、n型硅子层6、p型硅子层7和透明导电层8，所述散热底板1的下端设有阵列分布的散热孔2和散热翅片3，所述散热翅片3均匀设置在散热孔2之间。所述散热底板1的上端竖直固定设有阵列分布的定位柱4，所述三氧化二铝衬底层5、n型硅子层6、p型硅子层7和透明导电层8上均设有阵列分布的定位孔9，所述定位孔9的直径与定位柱4相同，且当三氧化二铝衬底层5、n型硅子层6、p型硅子层7和透明导电层8与散热底板1安装时，所述定位柱4穿过定位孔9。44.所述三氧化二铝衬底层5设置在散热底板1的上端，所述n型硅子层6设置在三氧化二铝衬底层5的上端，所述n型硅子层6设置在三氧化二铝衬底层5的上端，所述p型硅子层7设置在n型硅子层6的上端，所述透明导电层8设置在p型硅子层7的上端。所述p型硅子层7的上端中部焊接有p电极金丝10，所述p电极金丝10贯穿透明导电层8，所述p型硅子层7为金属材质，所述透明导电层8通过一次性蒸镀固定在p型硅子层7的上端，所述p型硅子层7通过一次性蒸镀固定在n型硅子层6的上端，所述三氧化二铝衬底层5通过一次性蒸镀固定在散热底片1的上端。45.在生产安装时，采用定位柱4与定位孔9配合，有利于安装时精准定位，可降低制造成本，降低产品不良率，透明导电层8可使得p型硅子层7导电均匀，定位柱4为金属材质，可将内部热量通过定位柱4传导至散热底片1上，采用散热孔2和散热翅片3的组合，可将热量快速散发出去，增强了散热效果，可延长芯片的使用寿命。46.如图5所示，一种硅基大功率芯片散热结构的加工装置，包括支撑板11，所述支撑板11的上端固定设有加工装置除尘模块12和放置模块13，所述放置模块13置于加工装置除尘模块12之间。47.如图6所示，所述加工装置除尘模块12包括第一支撑柱121和第二支撑柱122，所述第一支撑柱121和第二支撑柱122竖直固定在支撑板11的上端。所述第二支撑柱122的一侧设有上下分布的第一齿轮124，相邻所述第一齿轮124啮合，一个所述第一支撑柱121的另一侧固定设有第一电机123，所述第一电机123的输出端连通第一支撑柱121，并与一个所述第一齿轮124固定连接。所述第一齿轮124的一侧固定设有第一摆杆126，所述第二支撑柱122的一侧设有转动连接的第二摆杆125，相邻两个第一摆杆126之间横向设有转动连接的第一圆轴127，相邻两个第二摆杆125之间横向设有转动连接的第二圆轴128，相邻所述第一圆轴127和第二圆轴128之间设有转动连接的传动杆1210。所述第一支撑柱121、第二支撑柱122之间设有清理机构129，所述第一圆轴127和第二圆轴128贯穿清理机构129，并与清理机构129转动连接。48.如图7、图8、图9、图10所示，所述清理机构129包括安装板1291，所述安装板1291的一侧固定设有安装柱1292，一个所述安装柱1292的一侧固定设有伸缩缸1293，所述伸缩缸1293的输出端贯穿安装柱1292，并与连接柱1294固定连接。所述连接柱1294的一侧固定设有第二电机1295，所述连接柱1294的另一侧设有转动连接的第一转轴1296，所述第二电机1295的输出端连通连接柱1294，并与第一转轴1296固定连接。所述第一转轴1296上固定设有第一锥齿轮1297和第二锥齿轮1298，所述第一转轴1296穿过安装柱1292。49.所述安装板1291的一侧固定设有第一紧固柱1299，所述第一紧固柱1299之间设有转动连接的第二转轴12921，所述第二转轴12921上固定设有第二齿轮12922。所述第一紧固柱1299的一侧设有转动连接的第三锥齿轮12910，所述第二转轴12921连通第一紧固柱1299，并与第三锥齿轮12910固定连接。所述安装板1291上设有转动连接的第三转轴12911，所述第三转轴12911贯穿安装板1291，所述第三转轴12911的一端固定设有第四锥齿轮12912，所述第四锥齿轮12912与第三锥齿轮12910啮合，所述第三转轴12911的另一端固定设有第三齿轮12942。50.所述安装板1291的一侧固定设有第二紧固柱12923，所述第二紧固柱12923的一侧设有转动连接的第四转轴12924，所述第四转轴12924上固定设有蜗杆12925、第四齿轮12926和第五锥齿轮12927，所述第五锥齿轮12927与第一锥齿轮1297和第二锥齿轮1298，且第五锥齿轮12927不能同时与第一锥齿轮1297和第二锥齿轮1298啮合。所述第四齿轮12926与第二齿轮12922啮合。所述安装板1291上设有转动连接的第五转轴12937，所述第五转轴12937贯穿安装板1291，所述第五转轴12937的一端固定设有蜗轮12928，所述蜗轮12928与蜗杆12925啮合，所述第五转轴12937的另一端固定设有除尘杆12938。51.所述安装板1291的一侧固定设有第三紧固柱12929，所述第三紧固柱12929之间设有转动连接的第六转轴12930，所述第六转轴12930上固定设有第五齿轮12931，所述第五齿轮12931与第四齿轮12926啮合。所述安装板1291的一侧固定设有第四紧固柱12913，所述第四紧固柱12913的一侧设有转动连接的第七转轴12914，所述第七转轴12914上固定设有第六齿轮12915，所述第六齿轮12915与第四紧固柱12913啮合，所述第七转轴12914的一端固定设有第六锥齿轮12916，所述安装板1291上设有转动连接的第八转轴12932，所述第八转轴12932贯穿安装板1291，所述第八转轴12932的一端固定设有第七锥齿轮12917，所述第七锥齿轮12917与第六锥齿轮12916啮合，所述第八转轴12932的另一端固定设有第八锥齿轮12933。所述安装板1291的另一侧固定设有第五紧固柱12934，所述第五紧固柱12934之间设有转动连接的粘黏辊12936，一个所述第五紧固柱12934的一侧设有转动连接的第九锥齿轮12935，所述第九锥齿轮12935与第八锥齿轮12933啮合，所述粘黏辊12935连通第五紧固柱12934，并与第九锥齿轮12935固定连接。所述安装板1291的另一侧固定设有刮灰板12939，所述安装板1291的另一侧设有滑槽12940，所述滑槽12940内设有滑动连接的滑杆12941，所述滑杆12941的一端固定设有齿条12943，所述齿条12943的一侧固定设有连通板12944，所述连通板12944为中空结构，所述连通板12944的下端固定设有喷头12945，所述安装板1291的一侧固定设有蓄水桶12918，所述蓄水桶12918上固定设有增压泵12919，所述蓄水桶12918的侧端连接有出水管12920，所述出水管12920贯穿安装板1291，并与安装板1291固定连接，所述出水管12920的一端与连通板12944连接。所述第三转轴12911的另一端与第七齿轮12942固定连接，所述第七齿轮12942与齿条12943啮合。52.如图11、图12所示，所述放置模块13包括圆形放置板131，所述圆形放置板131的侧端设有齿槽，所述圆形放置板131置于清理机构129之间。所述圆形放置板131的上端设有第一环槽132，所述圆形放置板131的下端设有第二环槽1310，所述第二环槽1310内设有滑动连接的第一弧形块1311，所述第一弧形块1311的下端固定设有固定柱1312，所述固定柱1312固定设置在支撑板11的上端。所述第一环槽132内设有滑动连接的第二弧形块135，所述第二弧形块135的上端固定设有t型杆134，所述t型杆134的两端与第二支撑柱122固定连接。所述圆形放置板131上设有安装槽133，所述安装槽133用于放置硅基大功率芯片散热结构。53.所述支撑板11的上端固定设有连接架138，所述连接架138的上端设有转动连接的第九转轴137，所述第九转轴137的上端固定设有第八齿轮136，所述第八齿轮136与圆形放置板131啮合，所述连接架138内固定设有第三电机139，所述第三电机139的输出端连通连接架138，并与第九转轴137固定连接。54.使用时，将整体硅基大功率芯片散热结构放置于安装槽133内，然后启动第一电机123，使得第一齿轮124转动，从而带动清理机构129向硅基大功率芯片散热结构移动，直至粘黏辊12936、除尘杆12938和刮灰板12939与硅基大功率芯片散热结构的上下面贴合。接着打开第二电机1295和增压泵12919，使得第一转轴1296转动，进而带动粘黏辊12936转动，带动除尘杆12938摆动，控制喷头12945喷水，同时打开第三电机139，使得第八齿轮136带动圆形放置板131转动，从而通过除尘杆12938和喷头12945对硅基大功率芯片散热结构的中部进行清理，通过粘黏辊12936和刮灰板12939对外围的硅基大功率芯片散热结构进行清理。在清理过程中可通过控制伸缩缸1293的输出端伸缩，使得第五锥齿轮12927与第一锥齿轮1297或第二锥齿轮1298啮合，进而改变粘黏辊12936的转动反向和除尘杆12938的摆动方向。55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。56.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。









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