CN209947872U - 一种半导体制冷片的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体制冷片的制备装置，包括设有多个第一基片定位区的基片定位载盘、SMT激光钢网、定位摆放颗粒驱动机构、颗粒摆放定位钢片及设有与第一基片定位区一一对应的第二基片定位区的重合基片定位板，SMT激光钢网用于分别为排布在基片定位载盘上的A板陶瓷基片及排布在重合基片定位板上的B板陶瓷基片印刷锡膏；定位摆放颗粒驱动机构能够定位颗粒的摆放位置；当重合基片定位板与基片定位载盘扣合时，A板陶瓷基片与B板陶瓷基片能够一一对应并贴合。本实用新型能够实现高效、高精度的半导体制冷片加工流程，可广泛应用于半导体热电器件生产领域。

Description

一种半导体制冷片的制备装置

技术领域

本实用新型涉及半导体热电器件加工领域，尤其涉及一种半导体制冷片的制备装置。

背景技术

温差电(TE)现象也称热电现象。1822年，Thomas Seebeck发现温差电动势效应(TE材料发电原理)；1834年，Jean Peltier发现电流回路中两不同材料导体结界面处的降温效应(TE材料制冷原理)。

半导体制冷片是由半导体P、N颗粒交叉摆放在覆铜陶瓷基片的A板铜条上，然后将B板与A板对应贴合，经过回流焊后形成的热电片。

半导体P、N颗粒表面都镀有镍、锡层，为了使颗粒与覆铜陶瓷基片结合好，覆铜陶瓷基片的无氧铜条上需有一层相应厚度的锡层，目前工艺将陶瓷基片铜条上覆盖锡层，是利用单片丝网印刷工艺印刷锡膏，将处理完的陶瓷基片A板平放于电子工作桌上，使用镊子将半导体P、N颗粒摆放与相对应的刷有锡层的铜条上，然后B板与A板对应贴合，使颗粒在对应位置，稍调整，防止偏位，使用强力夹将陶瓷基片固定，经过红外回流焊后形成成品。

制备半导体制冷片的现有传统工艺存在有不少弊端与不足；

弊端：

1)单片丝网印刷效率低，印刷锡层厚度、均匀性控制性差；

2)摆放P、N粒子会有偏位，效率低；

3)手工将A、B板陶瓷基片贴合，操作不稳定，效率低。

不足：

1)整个生产流程工序太多，复杂化；

2)成本增加，效率降低。

为了解决传统工艺的弊端与不足，发明了实用新型工艺来制备半导体制冷片。

实用新型内容

为了解决现有技术中半导体热电器件加工的低效率和性能参数一致性差等问题，本实用新型提供了一种半导体制冷片的制备装置，所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种半导体制冷片的制备装置，包括具有多个第一基片定位区的基片定位载盘、SMT激光钢网、定位摆放颗粒驱动机构、颗粒摆放定位钢片及重合基片定位板，所述基片定位载盘的每个第一基片定位区用于放置A板陶瓷基片，所述重合基片定位板上设有与所述基片定位载盘的第一基片定位区一一对应的第二基片定位区，所述第二基片定位区用于放置B板陶瓷基片，所述SMT激光钢网用于分别为排布在基片定位载盘上的A板陶瓷基片及排布在重合基片定位板上的B板陶瓷基片印刷锡膏；

所述定位摆放颗粒驱动机构能够摆放所述基片定位载盘和颗粒摆放定位钢片，使所述颗粒摆放定位钢片位于基片定位载盘的上方，所述颗粒摆放定位钢片上设有与所述基片定位载盘的第一基片定位区对应的颗粒定位孔；

当所述重合基片定位板与基片定位载盘扣合时，所述A板陶瓷基片与B板陶瓷基片能够一一对应并贴合。

进一步地，所述定位摆放颗粒驱动机构包括用于放置基片定位载盘的基座、用于放置颗粒摆放定位钢片的上层架及用于驱动所述上层架上下移动的升降机构。

进一步地，所述制备装置还包括用于对贴合后的A板陶瓷基片与B板陶瓷基片进行回流焊的红外回流焊机。

进一步地，所述颗粒摆放定位钢片上与每一个第一基片定位区对应的颗粒定位孔的数量为至少两个，所述颗粒定位孔的孔径大于半导体P颗粒的外径且所述颗粒定位孔的孔径大于半导体N颗粒的外径。

可选地，所述升降机构的驱动机构为气缸。

可选地，所述升降机构的驱动机构为电机。

进一步地，所述基片定位载盘的第一基片定位区与所述重合基片定位板上的第二基片定位区均为矩阵排列。

进一步地，所述基片定位载盘的第一基片定位区与所述重合基片定位板上的第二基片定位区的形状和尺寸均一致。

本实用新型提供的半导体制冷片的制备装置采用统一载盘、多片陶瓷基片放置定位载盘定位区中，进行统一锡膏印刷，然后直接将定位载盘放置于定位排放颗粒气动机构统一摆放粒子，最后统一利用重合覆铜陶瓷基片定位板将A、B板陶瓷基片贴合，此制备装置具有以下技术效果：

a. 陶瓷基片的损耗降低；

b. 工序的简单化，便捷化；

c. 整个生产都利于控制，成本降低；

d. 产能提高，产品良率提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的半导体制冷片的制备装置的基片定位载盘的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的半导体制冷片的制备装置的SMT激光钢网的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的半导体制冷片的制备装置的定位摆放颗粒驱动机构的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的半导体制冷片的制备装置的重合基片定位板的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的A板陶瓷基片的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的B板陶瓷基片的示意图。

其中，附图标记包括：1-基片定位载盘，11-第一基片定位区，2-SMT激光钢网，3-定位摆放颗粒驱动机构，31-基座，32-上层架，33-升降机构，4-颗粒摆放定位钢片，41-颗粒定位孔，5-重合基片定位板，51-第二基片定位区，61-A板陶瓷基片，62-B板陶瓷基片。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种半导体制冷片的制备装置，包括具有多个第一基片定位区11的基片定位载盘1（参见图1）、SMT激光钢网2（参见图2）、定位摆放颗粒驱动机构3（参见图3）、颗粒摆放定位钢片4（参见图3）及重合基片定位板5（参见图4），所述基片定位载盘1的每个第一基片定位区11用于放置A板陶瓷基片61（参见图5），所述重合基片定位板5上设有与所述基片定位载盘1的第一基片定位区11一一对应的第二基片定位区51（参见图4），所述第二基片定位区51用于放置B板陶瓷基片62（参见图6），所述SMT激光钢网2用于分别为排布在基片定位载盘1上的A板陶瓷基片61及排布在重合基片定位板5上的B板陶瓷基片62印刷锡膏.

所述定位摆放颗粒驱动机构3能够摆放所述基片定位载盘1和颗粒摆放定位钢片4，如图3所示，所述定位摆放颗粒驱动机构3包括用于放置基片定位载盘1的基座31、用于放置颗粒摆放定位钢片4的上层架32及用于驱动所述上层架32上下移动的升降机构33，所述升降机构33的驱动机构为气缸或电机。使所述颗粒摆放定位钢片4位于基片定位载盘1的上方，所述颗粒摆放定位钢片4上设有与所述基片定位载盘1的第一基片定位区11对应的颗粒定位孔41，且所述颗粒摆放定位钢片4能够上下移动，即远离所述基片定位载盘1或靠近所述基片定位载盘1。

当所述重合基片定位板5与基片定位载盘1扣合时，所述A板陶瓷基片61与B板陶瓷基片62能够一一对应并贴合。

进一步地，所述制备装置还包括用于对贴合后的A板陶瓷基片61与B板陶瓷基片62进行回流焊的红外回流焊机。

如图3所示，所述颗粒摆放定位钢片4上与每一个第一基片定位区11对应的颗粒定位孔41的数量为至少两个，所述颗粒定位孔41的孔径大于半导体P颗粒的外径且所述颗粒定位孔41的孔径大于半导体N颗粒的外径。显然，所述颗粒定位孔41的具体数量视制备要求而定，可以配备双颗粒定位孔型的颗粒摆放定位钢片4、四颗粒定位孔型的颗粒摆放定位钢片4、六颗粒定位孔型的颗粒摆放定位钢片4等以按需择用。

对比图1和图4，所述基片定位载盘1的第一基片定位区11与所述重合基片定位板5上的第二基片定位区51均为矩阵排列，且，所述基片定位载盘1的第一基片定位区11与所述重合基片定位板5上的第二基片定位区51的形状和尺寸均一致。

本实用新型实施例提供的一种半导体制冷片的制备装置，包括组件如下：SMT激光钢网2，基片定位载盘1（以下称：覆铜陶瓷基片定位载盘），重合基片定位板5（以下称：重合覆铜陶瓷基片定位板），颗粒摆放定位钢片4（以下称：P、N颗粒摆放定位钢片），定位摆放颗粒驱动机构3（以下称：定位摆放气动机构）。各部件功能如下：

SMT激光钢网：多片覆铜陶瓷基片同时印刷锡膏，有效控制覆铜陶瓷基片铜条印刷锡膏的厚度与均匀性；

覆铜陶瓷基片定位载盘：多片覆铜陶瓷基片按个放置于覆铜陶瓷基片定位载盘的定位孔中；

重合覆铜陶瓷基片定位板：将全部摆放完颗粒的A板陶瓷基片61（以下简称A板）的覆铜陶瓷基片定位载盘与重合覆铜陶瓷基片定位板贴合，然后将B板陶瓷基片分别对应孔位与A板贴合；

P、N颗粒摆放定位钢片：定位摆放P、N颗粒于刷好锡膏的A板陶瓷基片61的铜条上；

定位摆放颗粒气动机构：将刷完锡膏的A板覆铜陶瓷基片的覆铜陶瓷基片定位载盘放置于定位摆放颗粒气动机构的固定位置，然后气缸下降，使颗粒摆放定位钢片与之贴合，按照颗粒摆放定位钢片的定位孔依次摆放半导体P、N颗粒，所有陶瓷基片全部摆放完后，利用气缸将定位钢片升起，取出覆铜陶瓷基片定位载盘。

本实用新型实施例提供的半导体制冷片的制备装置的工作过程如下：

第一、将多片陶瓷基片放置于覆铜陶瓷基片定位载盘各个定位孔内；

第二、SMT激光钢网贴合在覆铜陶瓷基片定位载盘一次性印刷锡膏，将覆铜陶瓷基片定位载盘中的陶瓷基片全部均匀刷上锡膏；

第三、刷好锡膏A板的覆铜陶瓷基片定位载盘直接放置于定位排放粒子气动机构中摆放P、N颗粒；

第四、摆放好颗粒后，覆铜陶瓷基片定位载盘从气动机构中取出，利用重合覆铜陶瓷基片定位板将A、B板贴合；

第五、贴合完的陶瓷基片利用强力夹固定后经过红外回流焊机进行回流焊。

新型半导体制备生产工艺采用统一载盘，多片陶瓷基片放置定位载盘定位孔中，进行统一锡膏印刷，然后直接将覆铜陶瓷基片定位载盘放置于定位排放颗粒气动机构统一摆放粒子，最后统一利用重合覆铜陶瓷基片定位板将A、B板陶瓷基片贴合。

本实用新型是一种半导体制冷片的制备装置，通过制备过程的优化，构架了由载盘、压板、钢模和气动提升机构的陶瓷基片锡膏印刷、半导体P、N颗粒摆放和上盖板陶瓷片的自动对准加工制具。获得了高效、高精度的半导体制冷片加工流程。本实用新型有利于提高半导体制冷片的产品性能的提高和产能的提升，可广泛应用于半导体热电器件生产领域。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体制冷片的制备装置，其特征在于，包括具有多个第一基片定位区（11）的基片定位载盘（1）、SMT激光钢网（2）、定位摆放颗粒驱动机构（3）、颗粒摆放定位钢片（4）及重合基片定位板（5），所述基片定位载盘（1）的每个第一基片定位区（11）用于放置A板陶瓷基片（61），所述重合基片定位板（5）上设有与所述基片定位载盘（1）的第一基片定位区（11）一一对应的第二基片定位区（51），所述第二基片定位区（51）用于放置B板陶瓷基片（62），所述SMT激光钢网（2）用于分别为排布在基片定位载盘（1）上的A板陶瓷基片（61）及排布在重合基片定位板（5）上的B板陶瓷基片（62）印刷锡膏；

所述定位摆放颗粒驱动机构（3）能够摆放所述基片定位载盘（1）和颗粒摆放定位钢片（4），使所述颗粒摆放定位钢片（4）位于基片定位载盘（1）的上方，所述颗粒摆放定位钢片（4）上设有与所述基片定位载盘（1）的第一基片定位区（11）对应的颗粒定位孔（41）；

当所述重合基片定位板（5）与基片定位载盘（1）扣合时，所述A板陶瓷基片（61）与B板陶瓷基片（62）能够一一对应并贴合。

2.根据权利要求1所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述定位摆放颗粒驱动机构（3）包括用于放置基片定位载盘（1）的基座（31）、用于放置颗粒摆放定位钢片（4）的上层架（32）及用于驱动所述上层架（32）上下移动的升降机构（33）。

3.根据权利要求1所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括用于对贴合后的A板陶瓷基片（61）与B板陶瓷基片（62）进行回流焊的红外回流焊机。

4.根据权利要求1所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述颗粒摆放定位钢片（4）上与每一个第一基片定位区（11）对应的颗粒定位孔（41）的数量为至少两个，所述颗粒定位孔（41）的孔径大于半导体P颗粒的外径且所述颗粒定位孔（41）的孔径大于半导体N颗粒的外径。

5.根据权利要求2所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述升降机构（33）的驱动机构为气缸。

6.根据权利要求2所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述升降机构（33）的驱动机构为电机。

7.根据权利要求1所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述基片定位载盘（1）的第一基片定位区（11）与所述重合基片定位板（5）上的第二基片定位区（51）均为矩阵排列。

8.根据权利要求1所述的半导体制冷片的制备装置，其特征在于，所述基片定位载盘（1）的第一基片定位区（11）与所述重合基片定位板（5）上的第二基片定位区（51）的形状和尺寸均一致。

Images