[发明专利]一种用于微型热电器件的焊接设备及焊接方法

权利要求书

1.一种用于微型热电器件的焊接设备，包括焊接台本体和控制箱，所述的焊接台本体由底座、上台板和4根焊接台立柱通过螺栓固定构成矩形台，焊接台本体采用不锈钢制成；所述的控制箱内设有气动控制系统和加热/制冷控制系统，控制箱外表设有操作面板，控制箱设在焊接台本体一侧；其特征在于：

所述的焊接台本体的底座中央通过4根托板立柱和螺栓，安装有中间器件托板，中间器件托板中安装有热电偶；中间器件托板用于放置需要焊接的微型热电器件的陶瓷板和P/N晶粒，陶瓷板上刻蚀有铜导流条；所述的陶瓷板为下陶瓷板或上陶瓷板；

所述的焊接台本体的顶部上台板下安装有上部气缸，上部气缸的活塞杆上通过上气缸隔热板安装有上部气缸压头，上部气缸压头用于活塞杆在向下运行中触碰并压紧放置在中间器件托板上需要焊接的陶瓷板和P/N晶粒；

在所述的中间器件托板下方设有下部气缸，下部气缸安装在底座上，下部气缸安装的位置与上部气缸上下相对应；所述的上部气缸、下部气缸均为微型气缸；

所述的下部气缸的活塞杆上通过下气缸隔热板安装有下部气缸压头，下部气缸压头中安装有高温热电循环器件或加热棒；高温热电循环器件或加热棒用于下部气缸压头在向上运行压紧中间器件托板时向下部气缸压头提供瞬时快速的高温，传递给中间器件托板及陶瓷板，使铜导流条上的锡膏受热熔化，一次性完成陶瓷板和P/N晶粒的焊接及焊后转换成快速冷却；同时下部气缸压头也用于配合上部气缸压头共同压紧中间器件托板上的陶瓷板和P/N晶粒；

当所述的下部气缸压头中安装的是加热棒时，则配套安装有散热风扇，通过加热棒向下部气缸压头提供瞬时的快速加热，传递给中间器件托板及陶瓷板，完成陶瓷板和P/N晶粒的焊接，并通过散热风扇完成焊后快速冷却；

所述的焊接台本体的顶部上台板上安装有上部气缸电磁阀和下部气缸电磁阀；上部气缸电磁阀、下部气缸电磁阀均带有减压阀，分别与上部气缸、下部气缸连接，用于控制气量大小从而控制上部气缸、下部气缸的运动；

所述的控制箱内设的气动控制系统用于控制上部气缸电磁阀和下部气缸电磁阀；控制箱内设的加热/制冷控制系统用于控制高温热电循环器件的加热/制冷，或控制加热棒及散热风扇的工作；控制箱的操作面板用于控制气动控制系统和加热/制冷控制系统；控制箱的操作面板上设有的操作按钮，包括电源开关、上部气缸的电动按钮、下部气缸的电动按钮、加热/制冷温度控制按钮、加热/制冷时间控制按钮、电流方向按钮；所述的上部气缸的电动按钮用于控制上部气缸的开、关，上升和下降运动；下部气缸的电动按钮用于控制下部气缸的开、关，上升和下降运动。

2.根据权利要求1所述的用于微型热电器件的焊接设备，其特征在于：所述的上气缸隔热板和下气缸隔热板的材质为隔热纤维。

3.根据权利要求1所述的用于微型热电器件的焊接设备，其特征在于：所述的中间器件托板材质为铝质材板。

4.根据权利要求1所述的用于微型热电器件的焊接设备，其特征在于：所述的中间器件托板中安装的热电偶为Pt型热电偶。

5.一种使用权利要求1所述的用于微型热电器件的焊接设备的焊接方法，其特征在于，操作步骤如下：

步骤1、先焊接P/N晶粒与下陶瓷板，将摆好P/N晶粒的下陶瓷板放于中间器件托板上，下陶瓷板中刻蚀有铜导流条，P/N晶粒位于上部气缸压头正下方；

步骤2、在控制箱的操作面板中启动控制上部气缸的电动按钮，使上部气缸压头缓慢下降，直到上部气缸压头触碰并压紧摆好的P/N晶粒；

步骤3、启动控制下部气缸的电动按钮，使下部气缸压头缓慢上升，直到下部气缸压头紧贴中间器件托板的底部，使上、下部气缸压头共同压紧中间器件托板、下陶瓷板和P/N晶粒；

步骤4、启动加热/制冷温度控制按钮，使高温热电循环器件或加热棒启动加热功能，对下部气缸压头加热，使与下部气缸压头紧贴的中间器件托板受热升温，直至设定温度；

步骤5、中间器件托板受热升温使下陶瓷板刻蚀的铜导流条上的锡膏受热熔化，达到设定加热时间后，通过电流方向按钮，控制电流反向，使高温热电循环器件启动制冷功能，让下部气缸压头和中间器件托板降温，或启动散热风扇给中间器件托板降温，同时下部气缸压头下降，使中间器件托板冷却,锡膏固化，完成P/N晶粒与下陶瓷板的焊接；

步骤6、启动上部气缸的电动按钮使上部气缸压头上升后关闭所述按钮，取下焊接好P/N晶粒的下陶瓷板，经检验合格后转为焊接上陶瓷板；

步骤7、将焊接好P/N晶粒的下陶瓷板通过对位模具与上陶瓷板对齐，将对齐的上陶瓷板放在中间器件托板上，重复步骤1-6完成上陶瓷板与P/N晶粒、下陶瓷板的焊接。