一种开路保护器件及其封装系统

技术领域

本发明涉及开路保护器件封装技术，尤其涉及一种开路保护器件及其封装系统。

背景技术

普通抗浪涌二极管在应用过程中，如有异常电流高于产品承受能力或者异常电压高于产品启动电压情况下，会出现产品失效情况，失效模式通常为芯片击穿导致产品漏电从而产品造成短路效果，在后端被保护电路通过异常电压或电流，造成被保护电路失效，通过设计产品开路条件从而达到过压和过流保护。

CN113249613A公开了一种保护电路用导体引线及包含该引线的保护电路，该产品“通过导电胶连接被保护芯片与芯片固定支架，再通过所述引线连接所述被保护芯片与引线支架，最后以环氧树脂包装整个电路，形成对所述被保护芯片的保护电路；”其中最后通过环氧树脂将整个电路包装，本发明人认为有必要开发一种用于该开路保护器件的封装系统

CN110718508A，公开了一种开路保护器件封装结构、电器设备及开路保护器件的封装方法，上述的封装结构虽然能够达到水汽隔离，提高防水性能，但是对于过压和过流保护并不能到达，需要进一步改进。CN111687758A，公开了一种用于开路保护器件的整形治具，虽然能够将开路保护器件固定，但是对于配合封装技术的完成并不能够起到一定的作用。CN210040139U，公开了一种用于开路保护器件的封装装置，通过气缸的推动将夹块夹紧，然后通过封装盒侧壁上的限位装置对其限位，但是开路保护器件属于较小的零部件，气缸的夹持力度不易控制，容易将开路保护器件夹坏。

目前现有的封装系统采用的设备中对最后的封装精度距离不佳，往往存在注入环氧树脂包装时不能够精准的对其进行包覆，造成材料浪费，并且还会导致电子元器件的损坏。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种开路保护器件及其封装系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种开路保护器件的封装系统，包括：

一底座；

安装在底座上的移动机构；

安装在移动机构上的第一封装机构，该第一封装机构用于将环氧树脂注入到开路保护器件上；

对称安装在底座上且位于第一封装机构下端的第二封装机构，该第二封装机构用于对开路保护器件进行固定，其中，

所述第一封装机构由第一固定板、提升组件、第一安装座和注胶筒组成，所述第一固定板安装在移动机构上，所述提升组件安装在第一固定板上，所述第一安装座设置在提升组件上，所述第一安装座上具有第一夹持板、第二夹持板和导柱，第一夹持板和第二夹持板安装在导柱上，所述注胶筒安装在第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板上具有微调电机，所述微调电机的下端具有旋转轴，所述旋转轴穿过第一夹持板与第二夹持板连接，所述旋转轴的下端具有第一螺纹部，所述第一螺纹部与第二夹持板接触；

所述第二封装机构由传送带、第二固定板、支撑座和第四安装座组成，所述第二固定板、支撑座和第四安装座均设置在底座上，所述支撑座和第四安装座固定在第二固定板上，所述传送带设置在支撑座上，所述第四安装座上具有气缸和倾斜对称设置的第二导轨，所述第二导轨上具有第二滑轨座，所述第二滑轨座上具有滑板，所述滑板上设有连接块，所述连接块上具有定位块，所述气缸上具有第五安装座，所述第五安装座上具有推动轮，所述推动轮设置在滑板的下端。

在本发明中，所述第一夹持板和第二夹持板的上下端均设有橡胶圈，所述橡胶圈套在导柱上。

在本发明中，所述第一螺纹部上具有调节螺帽。

在本发明中，所述第一固定板上还设有第二安装座和第三安装座，所述第二安装座上具有第一导轨和调节栓，所述调节栓的下端具有第二螺纹部，所述第二螺纹部的下端具有第一滑轨座，所述第一滑轨座安装在第一导轨上，所述第一滑轨座上具有相机镜头，所述第三安装座上具有距离传感器，所述距离传感器的中间具有一通孔，所述通孔位于相机镜头的下端。

在本发明中，所述第一滑轨座上具有限位件，所述限位件的一端与第一滑轨座连接，另一端与第一导轨连接，所述限位件靠近第一导轨的一端上具有第一条形孔。

在本发明中，所述连接块的下端具有螺纹杆。

在本发明中，所述滑板的下端具有导向面和接触面，所述推动轮与导向面接触。

在本发明中，所述第四安装座上具有一贯穿孔，所述第五安装座至少部分的位于贯穿孔中。

在本发明中，所述定位块的下端具有可更换的夹持块，所述夹持块的底面与定位块的底面处于同一平面上，所述夹持块相向的一端上具有直角缺口。

一种开路保护器件，采用上述的封装系统进行封装，包括芯片、引线支架和芯片固定支架，所述引线支架和芯片固定支架处于同一平面上且中间留有间隙，所述芯片通过导电胶固定在芯片固定支架上，所述芯片通过引线与引线支架连接，所述芯片、引线支架和芯片固定支架通过上述的封装系统封装，所述芯片、引线支架和芯片固定支架的外部具有环氧树脂。

实施本发明的这种开路保护器件的封装系统，具有以下有益效果：该电子保护元器件的封装系统结构紧凑，设计巧妙，通过两级的给进，使得注胶筒能够精准的将环氧树脂注入到开路保护器件盒中的开路保护器件上，将其封装。

并且该款保护电路开路产品适用于DFN封装系列，具有很低的钳位电压，快速反应和承受较高的浪涌能力，在通过高于设计额定电压和额定电流的情况下，该产品快速响应断开，确保被保护电路不被损坏。

相对传统保护电路在过超额定电压和启动电流情况下，一般失效模式为芯片击穿导致产品漏电从而造成产品短路。当保护器件短路后，异常电流或异常电压直接来到被保护器件段，造成主板失效不能正常工作。

本发明产品采用封装方式通过导电胶连接芯片与支架，再通过引线连接芯片与引线支架最后以环氧树脂包装的制作方式。根据产品应用端口设计，采取相应规格的线材和芯片。

附图说明

图1为本发明的电子保护元器件的封装系统结构示意图；

图2为图1中对称设置的第二封装机构结构示意图；

图3为图2中的其中一处第二封装机构组件结构示意图；

图4为图3中的第四安装座、滑板、气缸、连接块和定位块结构示意图；

图5为图4的另一方向结构示意图；

图6为图4中的气缸、滑板、第二导滑和第二滑轨座结构示意图；

图7为图6的另一方向结构示意图；

图8为图4中的连接块和定位块结构示意图；

图9为图1中的移动机构和第一封装机构结构示意图；

图10为图9中的第一封装机构结构示意图；

图11为图10的另一方向结构示意图；

图12为图10中的注胶筒、第一安装座、第一夹持板、第二夹持板和微调电机结构示意图；

图13为图10中的第二安装座、第三安装座、相机镜头以及距离传感器结构示意图；

图14为本发明中开路保护器件的截面示意图。

图中：底座1、移动机构2、第一封装机构3、第二封装机构4、支撑柱5、横向移动组件6、竖向移动组件7、第一固定板8、提升组件9、第一安装座10、注胶筒11、接近式传感器12、挡片13、第一夹持板14、第二夹持板15、导柱16、微调电机17、旋转轴18、第一螺纹部19、橡胶圈20、第二安装座21、第三安装座22、第一导轨23、调节栓24、第二螺纹部25、第一滑轨座26、相机镜头27、距离传感器28、通孔29、限位件30、第一条形孔31、滑槽32、传送带33、第二固定板34、支撑座35、第四安装座36、气缸37、第二导轨38、第二滑轨座39、滑板40、连接块41、螺纹杆42、开路保护器件盒43、定位块44、第五安装座45、推动轮46、导向面47、接触面48、贯穿孔49、夹持块50、直角缺口51、调节螺帽52、断点a53、断点b54、引线55、环氧树脂56、芯片57、引线支架58、导电胶59、芯片固定支架60。

具体实施方式

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。

如图1至14所示，本发明的这种开路保护器件，包括芯片57、引线支架58和芯片固定支架60，引线55可以采用合金线或者铜线。芯片57可以为TVS芯片。引线支架58可以为镀银铜或镍钯材料制成。引线支架58和芯片固定支架60处于同一平面上且中间留有间隙，芯片57通过导电胶59固定在芯片固定支架60上，芯片57通过引线55与引线支架58连接，芯片57、引线支架58和芯片固定支架60外部通过环氧树脂56包裹。

其中，安装在开路保护器件盒43中的开路保护器件示意图如图11所示，应用芯片57承受电流能力，高于线材承受电流产品开路，断开位置为一条引线55上的任意一点，如图所示断点b。断点b54为引线55部分断开。

在通过高于产品启动电压时，产品开路断开位置为芯片57与引线55连接点，如图所示断点a位置。断点a53为芯片57与引线55连接位置断开。

应用线材承受能力为0.6mil线径通过12±2A瞬间浪涌能力，0.7mil线径通过17±2A瞬间浪涌能力，0.8mil线径通过20±2A瞬间浪涌能力，0.9mil线径通过25±2A瞬间浪涌能力，1mil线径通过30±2A瞬间浪涌能力，1.2mil通过40±2A瞬间浪涌能力1.5mil线径通过50±2A瞬间浪涌能力。

传统保护器件芯片表面成分为纯铝，而本申请中的开路设计芯片57需用铝铜合金技术，芯片57表面铝层厚度比一般芯片57铝层厚度要薄不能高于2μm厚度，从而可以实现当异常电压或者电流到来时芯片57P/N结会发热，通过热量聚集造成芯片57与引线55连接点位置断开，芯片57P/N结不损坏，仍具有二极管特性。

该款保护电路开路产品适用于DFN封装系列，具有很低的钳位电压，快速反应和承受较高的浪涌能力，在通过高于设计额定电压和额定电流的情况下，该产品快速响应断开，确保被保护电路不被损坏。

相对传统保护电路在过超额定电压和启动电流情况下，一般失效模式为芯片57击穿导致产品漏电从而造成产品短路。当保护器件短路后，异常电流或异常电压直接来到被保护器件段，造成主板失效不能正常工作。

本申请中的开路保护器件通过导电胶59连接芯片57与芯片固定支架60在通过引线55将芯片57与引线支架58连接最后以环氧树脂56包装的制作方式。根据产品应用端口设计，采取相应规格的线材和芯片57。

为能够更好的通过环氧树脂56将芯片57、引线支架58和芯片固定支架60包裹，本申请的开路保护器件的封装系统，包括：底座1、移动机构2、第一封装机构3以及第二封装机构4。移动机构2安装在底座1上，第一封装机构3安装在移动机构2上，第二封装机构4对称的安装在底座1上且位于第一封装机构3下端。移动机构2是将第一封装机构3带动移动，使其移动到指定的位置上进行注胶。而第二封装机构4在第一封装机构3的下端，使得用于将开路保护器件的位置固定，避免在注胶时开路保护器件发生位置偏移。

该第一封装机构3用于将环氧树脂56注入到开路保护器件上；该第二封装机构4用于对开路保护器件进行固定。

其中，移动机构2由支撑柱5、横向移动组件6和竖向移动组件7组成，竖向移动组件7安装在支撑柱5上，竖向移动组件7设有平行的两组，横向移动组件6安装在竖向移动组件7上。横向移动组件6和竖向移动组件7均是通过电机带动丝杆转动，从而使得位置改变。并且提升组件9中采用的也是电机加丝杆的方式驱动第一安装座10。由于该移动机构2可以采用现有的技术进行操作，在本申请中不做详细的阐述。

第一封装机构3由第一固定板8、提升组件9、第一安装座10和注胶筒11组成。第一固定板8安装在移动机构2上，提升组件9安装在第一固定板8上，第一安装座10设置在提升组件9上。第一固定板8是安装在横向移动组件6上，能够随着横向移动组件6和竖向移动组件7改变其位置。而提升组件9是安装在第一固定板8上，所以也能随着移动，并且当提升组件9中的电机转动带动丝杆旋转时，能够使得第一安装座10上下改变位置。

另外，在第一固定板8上设有多处接近式传感器12，第一安装座10上具有挡片13。当第一安装座10改变位置之后，挡片13随着第一安装座10移动，当移动到不同的接近式传感器12附近时能够被检测到，从而知道该第一安装座10的位置。并且还能够根据接近式传感器12来限制第一安装座10移动的位置，当挡片13到达其中一处接近式传感器12处时，便可以将电机停止，使其不再移动。

第一安装座10上具有第一夹持板14、第二夹持板15和导柱16，第一夹持板14和第二夹持板15安装在导柱16上，注胶筒11安装在第一夹持板14和第二夹持板15。第一夹持板14上具有微调电机17，微调电机17的下端具有旋转轴18，旋转轴18穿过第一夹持板14与第二夹持板15连接，旋转轴18的下端具有第一螺纹部19，第一螺纹部19与第二夹持板15接触。当微调电机17转动后，通过第一螺纹部19带动第二夹持板15移动，改变注胶筒11在第一夹持板14上的位置，注胶筒11能够在第一夹持板14上滑动。并且在第一夹持板14和第二夹持板15的上下端均设有橡胶圈20，橡胶圈20套在导柱16上。该橡胶圈20是用于当第一夹持板14和第二夹持板15移动位置之后，避免了零部件之间的相互撞击，导致零部件损坏，也避免了对注胶筒11带来振动，导致注胶位置发生偏移。且，在第一螺纹部19上具有调节螺帽52，当转动调节螺帽52时，能够调节第二夹持板15往上移动的位置距离。

第一固定板8上还设有第二安装座21和第三安装座22，第二安装座21上具有第一导轨23和调节栓24，调节栓24的下端具有第二螺纹部25，第二螺纹部25的下端具有第一滑轨座26，第一滑轨座26安装在第一导轨23上，第一滑轨座26上具有相机镜头27，第三安装座22上具有距离传感器28，当然，实际中，第三安装座22上还可以放置其它的传感器。距离传感器28的中间具有一通孔29，通孔29位于相机镜头27的下端。当转动调节栓24时，能够使得第一滑轨座26在第一导轨23上移动，从而改变相机镜头27的高度位置。

同时，在第一滑轨座26上具有限位件30，限位件30的一端与第一滑轨座26连接，另一端与第一导轨23连接，限位件30靠近第一导轨23的一端上具有第一条形孔31。第一条形孔31中设置螺栓，当第一滑轨座26的位置改变之后，使得第一条形孔31在螺栓上移动，但是螺栓的位置不变，可以通过螺栓挡住第一条形孔31，限制第一滑轨座26的位置高度。

另外，在第一固定板8上具有滑槽32，第三安装座22固定在滑槽32中，当需要改变第三安装座22的位置时，第三安装座22能够在滑槽32中滑动，避免了移动第三安装座22左右移动，导致位置发生改变，导致传感器的位置发生偏移。

并且，距离传感器28与注胶筒11之间的距离不在同一位置上，而是距离传感器28比注胶筒11往前一个工位，也可以说是，注胶筒11比距离传感器28往后一个工位。即，先通过距离传感器28进行检测，然后再通过传送带33传送，使其移动一个工位。

第二封装机构4由传送带33、第二固定板34、支撑座35和第四安装座36组成。第二固定板34、支撑座35和第四安装座36均设置在底座1上，支撑座35和第四安装座36固定在第二固定板34上，传送带33设置在支撑座35上。第四安装座36上具有气缸37和倾斜对称设置的第二导轨38，第二导轨38上具有第二滑轨座39，第二滑轨座39上具有滑板40，滑板40上设有连接块41，连接块41的下端具有螺纹杆42，转动螺纹杆42能够改变连接块41与传送带33之间的距离，从而使得定位块44夹持不同大小的开路保护器件盒43。连接块41上具有定位块44。气缸37上具有第五安装座45，第五安装座45上具有推动轮46，推动轮46设置在滑板40的下端。滑板40的下端具有导向面47和接触面48，推动轮46与导向面47接触。当气缸37将推动轮46往上移动时，推动轮46与导向面47接触，使得推动轮46推动两侧的滑板40，滑板40通过第二滑轨座39在第二导轨38上移动。当推动轮46不与导向面47接触时，两块滑板40上的接触面48便会接触，接触面48比导向面47往中间延伸，气缸37不再推移推动轮46时，滑板40会受到自身的重力落下，接触面48相互接触。

开路保护器件盒43可以根据开路保护器件的大小设定，其中间距有一凹陷的缺口，用于放置开路保护器件。

第四安装座36上具有一贯穿孔49，第五安装座45至少部分的位于贯穿孔49中。该贯穿孔49是用于限制第五安装座45的位置，避免气缸37过渡的将第五安装座45推动。

定位块44的下端具有可更换的夹持块50，夹持块50的底面与定位块44的底面处于同一平面上，夹持块50相向的一端上具有直角缺口51。该直角缺口51是用于配合将开路保护器件盒43的边缘夹持。

当气缸37将推动轮46推动后，夹持块50不与开路保护器件盒43接触，而气缸37不推移推动轮46时，滑板40受到自身的重力落下，将开路保护器件盒43夹持。并且，在实际的使用当中，还能够根据实际情况适当的采用气缸37加以配合，将推动轮46与导向面47接触，将滑板40往上顶动一部分，避免存在不同型号的开路保护器件盒43质量、大小不一，将开路保护器件盒43压坏。并且，该夹持块50可更换，对于不同尺寸的开路保护器件盒43更换相对应的夹持块50，以使得直角缺口51能够与其配合使用。并且在更换不同大小的夹持块50之后，还需要根据实际的情况调整螺纹杆42在连接块中的长度，避免了滑板40直接落下，将开路保护器件盒43压坏。

由于第二封装机构4是对称设置的，具有两处，所以，当距离传感器28检测和相机镜头27拍照之后，往相机镜头27的一端移动，且传送带33将开路保护器件盒43移动一个工位，然后此时的注胶筒11也随之移动到开路保护器件盒43移动之后的工位上端，抬升组件和微调电机17配合将注胶筒11往下移动，开始注胶封装。然后距离传感器28和相机镜头27移动到另一处的第二封装机构4上，对该第二封装机构4上的一个开路保护器件盒43进行检测和拍照，而此时的注胶筒11则往注胶筒11的方向移动，当检测完成之后，再将注胶筒11移动到检测之后的开路保护器件盒43上端，开始注胶封装。

本发明中开路保护器件的封装方法，包括以下步骤：

S1、通过移动机构2改变第一封装机构3的位置，使得距离传感器28检测其中一条传送带33上的开路保护器件，相机镜头27对其进行检测，相机镜头27能够对其进行拍照和录制，同时再将数据上传到控制中心，保证每一个开路保护器件在被封装之前均有数据样本保存。同时也是对其进行质检。

S2、第二封装机构4中的气缸37收缩，通过滑板40自身的重力落下配合夹持块50将开路保护器件夹持固定。通过滑板40自身的重量落下，使得夹持块50将开路保护器件夹持，能够最小力度的避免开路保护器件盒43受损，另外也是对内部的开路保护器件进行保护，在对开路保护器件保护同时也对其进行了固定。

S3、通过移动机构2改变第一封装机构3的位置，使得第一安装座10上的注胶筒11到达S1检测之后的开路保护器件上端。

S4、启动提升组件9和微调电机17改变注胶筒11与开路保护器件之间的距离，对其进行注胶封装。通过两级不同距离的调节能够实现注胶筒11缓慢的到达开路保护器件的上端。提升组件9的丝杆的螺距较大，移动时的距离较长，而第一螺纹部19的螺距较短，移动时的距离较短，能够更好的对其进行下降定位。

S5、通过移动机构2改变第一封装机构3的位置，使得距离传感器28检测另外一条传送带33上的开路保护器件，相机镜头27对其进行检测。

当一条传送带33上的开路保护器件在注胶封装时，另一条传送带33上的开路保护器件也在输送。一条传送带33上的开路保护器件在被检测时，另一传送带33上的开路保护器件则会被在注胶封装，实现检测和注胶封装同时进行。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。