[实用新型]半导体制冷片P、N型晶粒自动排粒机

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制冷片制造设备，具体地说是一种半导体制冷片P、N型晶粒自动排粒机。

背景技术

在本发明作出之前，国内外尚未见有类似的半导体制冷片P、N型晶粒自动排粒机的报道及使用。

半导体制冷片又称温差电制冷片，是利用半导体温差电逆效应来实现制冷(或制热)目的的一种半导体器件，其原理是将一个N型和P型半导体元件用金属连接片焊接成一个电偶对(原理图见附图4)，当直流电流从N极流向P极时，在A端上产生吸热现象，此端称冷端，而下面B、C端产生放热现象，此端称热端，如果电流方向反过来，则冷热端相互转换。

由于一对电偶产生热效应较小，所以实际应用中要将几十、上百对电偶(N型、P型晶粒)联成热电堆，制成实用的大制冷量半导体制冷片。目前，国内外半导体制冷片的制造基本上采用相同的工艺路线，即：配料→熔炼→区熔→晶棒测试→切片→切粒→排粒→焊接封装盖板→检测→包装入库。在此工艺路线中，排粒工序是最复杂、最精细的。在这个工序中，要将几十、上百个半导体P型、N型晶粒分别准确无误地安放在已含有导流条的陶瓷板上，P型、N型晶粒体积微小，陶瓷板大小又受应用场合的限制，如目前应用量最大的TEC1-12703型半导体制冷片，其晶粒尺寸仅为1.1毫米×1.1毫米×2.1毫米，而陶瓷板大 小为40毫米×40毫米，要在40毫米×40毫米的陶瓷板上安放127对P型、N型晶粒，既要保证P型、N型晶粒准确无误地串接在一起，又要使P型、N型晶粒间保持一定的间隙而不短路，可见其复杂性、精细性。至今，国内外均采用一套三只简单的带孔筛粒模具排放晶粒，分别为P型筛粒模具、N型筛粒模具和PN合装模具，形状类似于方形的筛板，P型和N型筛粒模具孔的大小和数量与P型或N型晶粒相同，孔的位置相对称，PN合装模具孔的数量为P型或N型的2倍。使用中首先将P型或N型筛粒模具置于一塑料片上，分别将P型或N型晶粒撒在模具上，用镊子轻轻敲打模具和左右晃动筛粒模具筛粒，使P型或N型晶粒落入模具孔中，一般落孔率在75％-85％之间，然后用镊子补齐晶粒，连同塑料片分别将P型或N型分别移置于PN合装模具上，抽出塑料片，使P型或N型晶粒分别落入PN合装模具对应的孔中，排粒工序完成。

在上述排粒工序中，存在两大缺陷：一是效率低。由于落孔率低，须手工一粒一粒补粒，一次只能操作一片筛粒模具，速度不可能提高，人工补粒所耗时间多，一般一个工作日只能排粒150片-200片/人，影响了生产率的提高；二是生产成本加大，为解决这一难题，势必要增加排粒工序人工，因而增加了人工工资支出和生产成本；三是劳动强度大。由于落孔率低，补粒所耗时间长，晶粒又微小，工人易产生视觉及身体疲劳。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体制冷片PN型晶粒自动排粒机，采用这种自动排粒机，一次可以排放多片筛粒模具，同时进行多片筛粒模具筛粒，可大幅度地加快排粒速度，提高生产效率，降低生产成本，减轻工人劳动强度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：这种自动排粒机由电动机、变频器、轴承总成、底座、偏心轮、连杆、摆动臂、和排粒平台组成，电动机固定在底座上；排粒平台为矩形钢板结构，排粒平台正面的四周设置有三块条形固定挡边和一块条形活动档边，将排粒平台围成一个矩形的凹进，凹进的大小是一片排粒模具的整数倍；排粒平台背面通过轴承总成和摆动臂与底座连接，排粒平台的一端通过连杆和偏心轮与电动机转轴连接。

与原有技术相比，本发明半导体制冷片PN型晶粒自动排粒机采用了机械摆动筛粒排粒，排粒平台一次可以排放8片以上模具，落孔率可达到90％-95％，大幅度地加快排粒速度，提高生产效率8倍以上，降低了生产成本，减轻工人劳动强度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种半导体制冷片PN型晶粒自动排粒机的结构示意图。

图2为本发明一种半导体制冷片PN型晶粒自动排粒机的结构示意图的俯视图；

图3为本发明一种半导体制冷片PN型晶粒自动排粒机的结构示意图的A向视图。

图4为半导体制冷单元结构原理图

图1、图2、图3中：1.轴承总成，2.活动档边，3.排粒平台，4.摆动臂，5.固定挡边，6.连杆，7.电动机，8.偏心轮，9.底座，10.变频器。

具体实施方式