一种半导体致冷器一体化焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体致冷器一体化焊接装置，其包括一体化焊接设备、框式模具和电路控制系统，其中，框式模具包括左框式模具、右框式模具和插条，左框式模具和右框式模具拼合在一起为长方形框架形状，左框式模具和右框式模具的两个相对侧边的上框架上分别设有上层空垛，左框式模具和右框式模具的另一侧边的下框架分别设有下层空垛，插条分别插入上层空垛和下层空垛；半导体致冷器半成品与框式模具组装后置于一体化焊接设备上，电路控制系统控制一体化焊接设备完成一体化焊接。本发明专利技术减少温度冲击次数，基本做到温度无损焊接；产品的成品率、可靠度、温差均有不同程度的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体致冷器一体化焊接装置
本专利技术属于温差电
，尤其涉及一种半导体致冷器一体化焊接装置。
技术介绍
温差电致冷技术在工业、农业、科学研究和国防等各个领域都获得了广泛的应用，以各领域工程应用为牵引，不断推动和促进温差电技术的发展和进步。随着温差电技术的进步，温差电材料优值提高，温差电元件机械强度提升，制造工艺流程更加合理，最终产品的可靠性更高，满足了越来越多的空间高可靠、长寿命工程型号应用的需求。然而技术进步和工艺优化的道路没有尽头，只有满足越来越高技术、可靠性要求的优质产品出现。大量的研究和应用结果表明，焊接工艺已经成了限制其进一步发展和进步的桎梏，任何工艺研究都是以良好的工装、设备作为基础进行实施和优化的，好的工艺装备、设备配置推动工艺研究的进步。传统致冷器焊接工艺存在如下问题，首先，传统的工艺装置落后、过时，设备精度低、稳定性差；其次，传统技术需要致冷器完成冷面陶瓷片焊接、拔模、热面陶瓷片焊接和整体器件焊接的完整焊接流程，这样致冷器焊接流程对温差电元件及陶瓷基片实施了三次高于300℃的高温焊接过程，焊接时间累计超过10min，多次的高温、长时间焊接对温差电元件有损伤，容易造成温差电元件局部高温氧化，焊剂流失，焊料活性下降，器件的温差降低，焊接质量存在隐患；第三，传统焊接过程没有明确的定量控制措施，仅凭借操作人员的经验和直觉进行操作，焊接温度、焊接时间、冷却时间、应力释放时间等都是定性工艺操作，对温差电致冷器的可靠性保证明显不足。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体致冷器一体化焊接装置，避免高温对致冷器造成的损伤，针对性解决无损焊接技术、致冷器可靠性提高的问题。本专利技术提供了一种半导体致冷器一体化焊接装置，其包括一体化焊接设备、框式模具和电路控制系统，其中，所述框式模具包括左框式模具、右框式模具和插条，所述左框式模具和右框式模具拼合在一起为长方形框架形状，所述左框式模具和右框式模具的两个相对侧边的上框架上分别设有上层空垛，所述左框式模具和右框式模具的另一侧边的下框架分别设有下层空垛，所述插条分别插入所述上层空垛和下层空垛；半导体致冷器半成品与所述框式模具组装后置于所述一体化焊接设备上，所述电路控制系统控制所述一体化焊接设备完成一体化焊接。以上技术方案优选的，所述一体化焊接设备包括机架、上焊接平台、下焊接平台、上焊接装置和下焊接装置，其中所述下焊接平台固定于所述机架上，所述上焊接平台的两侧分别与调节螺栓的一端固定连接，所述螺栓上套有调节弹簧，所述下焊接平台的两侧分别与所述调节螺栓的另一端固定连接，所述上焊接装置设于所述上焊接平台的上方，所述下焊接装置设于所述下焊接平台的下方。以上技术方案优选的，所述上焊接装置包括上焊接头和电热丝，所述电热丝设于所述上焊接头内部，所述上焊接头表面设有保温层；所述下焊接装置包括下焊接头和电热丝，所述电热丝设于所述下焊接头内部，所述下焊接头表面设有保温层。以上技术方案优选的，所述插条为石墨销。以上技术方案优选的，所述一体化焊接设备还包括上电动气缸和下电动气缸，所述上电动气缸的活塞杆端部与所述机架固定连接，所述上电动气缸的缸体与所述上焊接头固定连接，所述下电动气缸的活塞杆端部与所述机架固定连接，所述下电动气缸的缸体与所述下焊接头固定连接。以上技术方案优选的，所述上焊接平台与下焊接平台的表面分别设有保温层。以上技术方案优选的，所述保温层为气凝胶毡。以上技术方案优选的，所述电路控制系统包括双电动气缸控制系统，其中所述双电动气缸控制系统包括压力测量仪、第一时间继电器、第二时间继电器和交流接触器，所述压力测量仪设于所述上电动气缸或下电动气缸上，所述上电动气缸与下电动气缸同源控制，所述第一时间继电器与所述交流接触器电连接，用于控制所述交流接触器的触点闭合，所述第二时间继电器与所述第一时间继电器电连接，用于对所述上电动气缸与下电动气缸的复位停机计时，所述交流接触器与所述压力测量仪电连接，用于控制交流电源对所述压力测量仪、上电动气缸和下电动气缸的供电。以上技术方案优选的，所述电路控制系统还包括电热丝控制系统，其中所述电热丝控制系统包括温度传感器、温控仪和固态继电器，所述温度传感器设于所述上焊接头或下焊接头内，所述上焊接头与下焊接头同源控制，所述温度传感器与所述温控仪电连接，用于将检测到的温度电信号反馈给所述温控仪，所述温控仪与所述固态继电器电连接，由所述温控仪判断是否提供直流输出信号来控制所述固态继电器的通断，所述固态继电器与所述电热丝电连接，控制所述电热丝的加热。以上技术方案优选的，所述第一时间继电器和第二时间继电器分别选取型号为DH48S时间式脉冲继电器，所述交流接触器选取型号为CJX20910交流接触器，所述固态继电器选取型号为MGR-1D4810继电器，所述温控仪选取型号为XMTF-6000系列温度控制仪表，所述温度传感器选取型号为PT100传感器。本专利技术具有的优点和积极效果是：1.本专利技术设计了一种三明治式对位压力结构，采用一动一静两个焊接头，同时对侧实施焊接，焊接后，焊接头撤离压力结构，致冷器在压力结构的紧固下自然散热，使致冷器成品的焊接仅需一次完成，有效降低了温度对致冷器及其各构成部件的损伤，避免氧化，提高强度和可靠性；2.本专利技术提供的框式模具是由左右两个部分构成，称之为“瓣式鸡蛋架框架模具”，左、右框架模具和石墨销均可拆卸，该设备的引入能够解决传统致冷器制备存在的诸多问题，诸如温度损伤、元件歪斜、元件氧化、元件强度低等问题；3.缩短工艺流程，节省人力、物力和时间，极大降低了生产过程成本，提高了劳动生产率，有助于打开微型器件市场、提高市场占有率。附图说明图1是本专利技术一实施例的整体结构示意图图2是本专利技术一实施例的电路控制系统的电路连接图图3是本专利技术一实施例的框式模具的主视图图4是本专利技术一实施例的框式模具的俯视图图5是本专利技术一实施例的框式模具的左视图图6是本专利技术一实施例的框式模具装模后的俯视图图中，1-机架；2-下电动气缸；3-下焊接头；4-下焊接平台；5-调节弹簧；6-致冷器半成品；7-上焊接平台；8-调节螺栓；9-电热丝；10-上焊接头；11-温度传感器；12-上电动气缸；13-温控仪；141-第一时间继电器；142-第二时间继电器；15-压力测量仪；16-交流接触器；17-固态继电器；18-框式模具；19-石墨销；181-左框式模具；182-右框式模具。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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专利技术制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体致冷器一体化焊接装置，其包括一体化焊接设备、框式模具和电路控制系统，其中，所述框式模具包括左框式模具、右框式模具和插条，所述左框式模具和右框式模具拼合在一起为长方形框架形状，所述左框式模具和右框式模具的两个相对侧边的上框架上分别设有上层空垛，所述左框式模具和右框式模具的另一侧边的下框架分别设有下层空垛，所述插条分别插入所述上层空垛和下层空垛；半导体致冷器半成品与所述框式模具组装后置于所述一体化焊接设备上，所述电路控制系统控制所述一体化焊接设备完成一体化焊接。

【技术特征摘要】
1.一种半导体致冷器一体化焊接装置，其包括一体化焊接设备、框式模具和电路控制系统，其中，所述框式模具包括左框式模具、右框式模具和插条，所述左框式模具和右框式模具拼合在一起为长方形框架形状，所述左框式模具和右框式模具的两个相对侧边的上框架上分别设有上层空垛，所述左框式模具和右框式模具的另一侧边的下框架分别设有下层空垛，所述插条分别插入所述上层空垛和下层空垛；半导体致冷器半成品与所述框式模具组装后置于所述一体化焊接设备上，所述电路控制系统控制所述一体化焊接设备完成一体化焊接。2.根据权利要求1所述的半导体致冷器一体化焊接装置，其特征在于：所述一体化焊接设备包括机架、上焊接平台、下焊接平台、上焊接装置和下焊接装置，其中所述下焊接平台固定于所述机架上，所述上焊接平台的两侧分别与调节螺栓的一端固定连接，所述螺栓上套有调节弹簧，所述下焊接平台的两侧分别与所述调节螺栓的另一端固定连接，所述上焊接装置设于所述上焊接平台的上方，所述下焊接装置设于所述下焊接平台的下方。3.根据权利要求2所述的半导体致冷器一体化焊接装置，其特征在于：所述上焊接装置包括上焊接头和电热丝，所述电热丝设于所述上焊接头内部，所述上焊接头表面设有保温层；所述下焊接装置包括下焊接头和电热丝，所述电热丝设于所述下焊接头内部，所述下焊接头表面设有保温层。4.根据权利要求3所述的半导体致冷器一体化焊接装置，其特征在于：所述插条为石墨销。5.根据权利要求4所述的半导体致冷器一体化焊接装置，其特征在于：所述一体化焊接设备还包括上电动气缸和下电动气缸，所述上电动气缸的活塞杆端部与所述机架固定连接，所述上电动气缸的缸体与所述上焊接头固定连接，所述下电动气缸的活塞杆端部与所述机架固定连接，所述下电动气缸的缸体与所述下焊接头固定连接。6.根据权利要求5所述的半导体致冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：马洪奎，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12