[实用新型]一种半导体制冷及温差发电器件的焊接装置

说明书

本实用新型涉及一种半导体制冷及温差发电器件的焊接装置，包括焊接矩形台和控制箱，焊接矩形台的上台板上安装有上部气缸电磁阀和下部气缸电磁阀，上台板下安装有上部气缸；在焊接矩形台底座中央由托板立柱和螺栓安装有器件托板，器件托板中装有热电偶；器件托板用于放置需要焊接的摆好P/N晶粒的陶瓷板；在器件托板下方设有下部气缸，下部气缸的下部气缸压头中装有高温热电循环器件或加热棒；焊接时通过控制箱控制上部气缸压头下降、下部气缸压头上升共同压紧P/N晶粒和陶瓷板，在双向压紧状态中加热焊接、冷却一次性完成，焊接时先焊好下陶瓷板后用同样的方法焊上陶瓷板。使用本装置可保证两陶瓷板中晶粒排布的规整性，提高焊接效率和质量。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体制冷及温差发电器件的焊接装置。

背景技术

半导体制冷器是利用半导体的热-电效应制取冷量的器件，利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，在通直流电时产生珀尔帖效应，在器件两面一端吸热，一端放热。温差发电器件则在器件两面处存在温差，产生塞贝克效应，电流就会产生。近年来，半导体制冷器广泛应用于生物医疗、民用生活等领域，特别是日益庞大的光通讯行业。温差发电器件主要应用于航天航空、无源器件、汽车行业以及冶炼行业等领域。

半导体制冷及温差发电器件通常包括上陶瓷板、下陶瓷板以及在陶瓷板之间的N型晶粒和P型晶粒，即N型半导体和P型半导体，N型晶粒和P型晶粒依次交替间隔布置。在上、下陶瓷板上刻蚀有规则图案的铜导流条，与P/N晶粒焊接后形成串联。一个半导体制冷器件或温差发电器件中包含几十对甚至几百对P/N晶粒。中国专利公告号：CN202734342U的“半导体制冷器件”中，就公开了这种包括两个陶瓷片、与陶瓷片紧贴的导流条和夹持在两个陶瓷片之间的半导体元件，半导体元件为N型元件和P型元件的半导体材料，半导体元件在电路上是用串联形式连接组成的。目前上、下陶瓷板也有许多采用上、下基板替代。

随着半导体行业对集成化、小型化的要求越来越高，半导体制冷器件及温差发电器件的微型化已成为必然趋势。在这些器件的生成过程当中，通常需要将晶粒与上、下陶瓷板焊接在一起，而在焊接之前需要将晶粒一粒粒准确的放入焊接模具内。然而，对于微型化器件来讲，采用人工手动的方式将晶粒一粒粒放入焊用模具内是很难实现的。目前，通过半自动化固晶工艺将P/N晶粒依次摆在下陶瓷板上，焊接过程中，下陶瓷板与P/N晶粒需要有一定的压力保证P/N晶粒规整的焊接，才能保证焊接品质。中国专利申请号为201420595655.3的“致冷件多层焊接机”，公开了一种焊接机，包括底座和多个加热盘，加热盘的上面和下面是配合放置致冷件的结构，底座上有一个立杆，立杆侧面具有滑槽和配合滑槽的滑块，加热盘内部具有电加热元件，所述立杆上面还有向下的加压装置，加压装置连接控制装置，立杆侧面还连接控制装置可使加热盘上下运行部件。该技术的不足之处是只有简单的加热功能，没有瞬时冷却功能，在卸压的过程中，无法保证P/N晶粒与陶瓷板之间的焊接品质。另外，这种多层移动焊接方式，不利于保证在未焊接前微型P/N晶粒在陶瓷板上的规整性。

目前现有技术对于半导体制冷及温差发电器件的焊接均没有较好的解决方案，由于焊点较多，容易出现焊点焊接不良现象。为此，很有必要开发一种半导体制冷及温差发电器件的焊接装置，能够一次性地对几十对甚至几百对P/N晶粒实现高效率和高质量的焊接。

发明内容

本实用新型的目的是要解决现有技术存在的焊接加压难、焊接规整性差，焊接质量不高等技术问题，而提供一种结构简单，能半自动化操作的半导体制冷及温差发电器件的焊接装置，使用本焊接装置可以实现一次性地对几十对甚至几百对P/N晶粒高效率和高质量的焊接。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种半导体制冷及温差发电器件的焊接装置，包括焊接矩形台和控制箱，所述的焊接矩形台由底座、上台板和4根矩形台立柱通过螺栓固定构成，焊接矩形台采用不锈钢制成；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，控制箱设在焊接矩形台一侧；