CN219647983U - 一种半导体制冷片封胶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半导体制冷片的封胶装置，机架上设置X轴运动模组，点胶机构滑动设置在机架的X轴运动模组上，点胶头、点胶阀及胶筒在Z轴运动模组驱动下沿Z轴移动；工位平台位于机架下方，垂直于X轴运动模组，支撑板滑动设置在Y轴运动模组上，旋转电机位于封装壳体内，通过固定板设置在支撑板上，随支撑板在Y轴运动模组上滑动，旋转电机前端连接旋转吸盘，后端连接真空气管，旋转吸盘吸附半导体制冷片。工件被吸附在旋转吸盘上，不仅能实现Y轴的位移，在旋转电机驱动下还可以实现360°旋转，轻松实现四个边的封胶工作，采用本实用新型公开的封胶装置，点胶位置更准确，吐胶速度均匀，保证制冷片封胶质量。

Description

一种半导体制冷片封胶装置

技术领域

本实用新型属于大功率半导体器件辅助工装技术领域，具体涉及一种应用于半导体制冷片的封胶装置。

背景技术

半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，无运动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。

半导体制冷片内部是P型和N型半导体，根据产品使用的环境选择封胶与不封胶。半导体制冷片在工作时冷端的温度会很低，不封胶的情况下会导致空气中的水汽冷凝成水，进入到TEC内部，发生导电；另外，在潮湿的环境中，也会加快内部铜片的腐蚀。现在，大多数半导体制冷片是采用人工封胶的，人工封胶的具体操作是一只手拿着制冷片，另一只手拿着点胶枪，在半导体制冷片四周进行点胶，然后将多余的胶进行刮掉，等待胶干就封胶完成了。人工封胶生产效率低，点胶均匀性低，封胶质量取决于封胶工人的技术水平，点胶后还需要刮胶工序，工艺复杂，严重制约半导体制冷片的生产。

半导体制冷片还有少部分是用封胶装置进行，但是现有的封胶装置或多或少存在一些问题，如封胶装置不能旋转，或者旋转角度有限，不能360°旋转，导致半导体制冷片的一边封胶完成后，需要手动调整角度，进行其他边的封胶。

经检索还发现有一些用于其他工件的点胶机，如中国专利202010834569.3公开一种应用于手机曲面屏及带圆孔的全面屏点胶的五轴点胶设备，机架上设置有至少一个工位平台，工位平台上方设置点胶装置，点胶装置可以实现X轴和Z轴方向的位移，工位平台包括Y轴运动模组、安装座、竖直旋转调节机构及水平旋转平台，工件置于产品载台上，工件可以实现Y轴位移及旋转，但是工件不能实现360°旋转，且工件放置在产品载台上无定位，旋转角度过大会掉落。

中国专利202022196706.3公开一种自动上下料圆孔点胶机，点胶机构可以实现X轴和Z轴方向的位移，点胶机构下方的调整机构包括调整滑轨和工作台，工件放置在工作台上，工作台可以沿Y轴移动，还可以在旋转电机及底座自转电机的驱动下进行翻转，放置在工作台上的工件可以做多方位、多角度的移动和旋转，但是工作台及工件的翻转角度有限，不能达到360°，因此不适用四周都需要封胶的半导体制冷片。

发明内容

针对现有技术存在的工件不能360°旋转的问题，本实用新型提供一种应用于半导体制冷片的封胶装置，半导体制冷片可以360°旋转，一次完成四边封胶，不需要多次调整工件角度。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种半导体制冷片的封胶装置，包括机架，其上设置X轴运动模组；

点胶机构，滑动设置在机架的X轴运动模组上，包括点胶头、点胶阀、胶筒和Z轴运动模组，点胶头、点胶阀及胶筒在Z轴运动模组驱动下沿Z轴移动；

工位平台，位于机架下方，垂直于X轴运动模组，包括Y轴运动模组、支撑板、固定板，旋转电机、旋转吸盘，支撑板滑动设置在Y轴运动模组上，旋转电机位于封装壳体内，通过固定板设置在支撑板上，随支撑板在Y轴运动模组上滑动，旋转电机前端连接旋转吸盘，后端连接真空气管，旋转吸盘吸附半导体制冷片。

工位平台上还设置旋转吸盘垂直度检测装置，包括固定设置在旋转电机封装壳体上的光电传感器，旋转电机前输出轴上固定设置矫位挡片。

工位平台上还设置旋转吸盘角度调节结构，角度调节结构包括第一铰接轴和第二铰接轴,及弧形槽，固定板与旋转电机的封装壳体通过第一铰接轴和第二铰接轴连接，第二铰接轴在弧形槽内滑动调节旋转电机、旋转电机封装壳体及旋转吸盘的俯仰角度。

角度调节结构还包括设置在固定板上的角度显示盘。

相对于现有技术，本实用新型的点胶机构可实现X轴和Z轴方向的位移，工件被吸附在旋转吸盘上，不仅能实现Y轴的位移，在旋转电机驱动下还可以实现360°旋转，轻松实现四个边的封胶工作，采用本实用新型公开的封胶装置，点胶位置更准确，吐胶速度均匀，保证制冷片封胶质量，减少了人工操作，提高了半导体制冷片封胶的自动化程度。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的点胶装置的结构示意图。

图3是本实用新型的工位平台的结构示意图。

图4是本实用新型的工位平台的另一方向的结构示意图。

图中：1-机架，11-X轴运动模组，12-拖链，2-点胶机构，21-点胶头，22-Z轴运动模组，23-点胶阀，24-胶筒，3-工位平台，31-Y轴运动模组，32-支撑板，33-固定板，331-角度显示盘，332-第一铰接轴，333-第二铰接轴，334-弧形槽，34-旋转电机，35-旋转吸盘，36-光电传感器，37-矫位挡片，38-散热孔，39-真空气管，4-支脚，5-半导体制冷片，6-电源开关，7-急停按钮。

具体实施方式

如图1-4所示，一种半导体制冷片的封胶装置，包括机架1，其上设置X轴运动模组11；

点胶机构2，滑动设置在机架1的X轴运动模组11上，包括点胶头21、点胶阀23、胶筒24和Z轴运动模组22，点胶头21在Z轴运动模组22驱动下沿Z轴移动；

点胶阀23有气动和电动两种，是现有技术中的成熟技术。点胶阀23的进胶口与胶筒24连接，点胶阀23由气缸、阀体和料缸三部分上下连接而成，气缸和阀体用先进密封材料隔开，避免胶水侵入气缸。料缸和气缸连接在点胶阀阀主体上，与气缸保证同心度。用电磁阀气动气缸运动，从而驱动中心杆上下运动，利用中心杆的上下运动达到对胶水的开启和关断作用。当开启时，胶水由进胶口到达点胶头。

工位平台3，位于机架1下方，垂直于X轴运动模组11，包括Y轴运动模组31、支撑板32、固定板33，旋转电机34、旋转吸盘35，支撑板32滑动设置在Y轴运动模组31上，旋转电机34位于封装壳体内，通过固定板33设置在支撑板32上，随支撑板32在Y轴运动模组31上滑动，旋转电机34前端连接旋转吸盘35，后端连接真空气管39，旋转吸盘35吸附半导体制冷片5，旋转电机34为步进电机。

X轴运动模组11采用步进电机驱动，搭配电机驱动器，使点胶机构在电动滑轨中的移动更加稳定，从而使半导体制冷片封胶更加均匀；整体结构简单，操作容易，拆装方便，利于后期维修保养。Z轴运动模组22及Y轴运动模组31也均属于本领域的成熟技术，可实现相应方向位移的机构均满足要求，本实用新型中不再进一步描述。同理，本实用新型中未详细展开描述的其他机构也是本领域的成熟技术。

旋转吸盘35位于旋转电机34的前输出轴行，旋转电机34转动，带动旋转吸盘35转动，旋转电机34的后输出轴连接真空气管39，旋转电机34的输出轴为中空状态，旋转电机34转动过程，真空气不会中断，旋转吸盘35可以持续吸附半导体制冷片5，旋转吸盘35转动90°，完成吸附半导体制冷片5一条边的点胶，点胶后旋转吸盘35继续转动，完成下一条的点胶，直到四边都完成点胶。

旋转吸盘35外轮廓可以是圆形或方形或长方形，旋转吸盘35外轮廓可以与半导体制冷片尺寸配合，其外轮廓与半导体制冷片尺寸不符时，旋转吸盘35表面须有与半导体制冷片尺寸配合的吸附作业面，且该吸附作业面有明确的痕迹，以确保半导体制冷片与旋转吸盘35吸附放置时更容易匹配，不偏斜，也更方便旋转吸盘35吸附作业面垂直度的检测和调节。

工位平台3上还设置旋转吸盘35垂直度检测装置，包括固定设置在旋转电机34封装壳体上的光电传感器36，旋转电机34前输出轴上固定设置矫位挡片37。旋转电机34前输出轴上的矫位挡片37初始位置与旋转吸盘35外轮廓（外轮廓可以与半导体制冷片尺寸配合时）或吸附作业面位置相对应，矫位挡片37随旋转电机34转动，光电传感器36检测不到矫位挡片37时，旋转电机34正常工作；光电传感器36检测到矫位挡片37时，旋转电机34停止工作，说明旋转吸盘35偏斜，需要矫正。由于旋转电机34为步进电机，一次脉冲信号只能转动固定角度（设定90°），因此旋转吸盘35不垂直时，需要调节旋转电机34前端的旋转吸盘35，使其外轮廓或吸附作业面刚好是垂直状态。

工位平台3上还设置旋转吸盘35角度调节结构，角度调节结构包括第一铰接轴332和第二铰接轴333及弧形槽334，固定板33与旋转电机34的封装壳体通过第一铰接轴332和第二铰接轴333连接，第二铰接轴333在弧形槽334内滑动调节旋转电机34、旋转电机34封装壳体及旋转吸盘35的俯仰角度。第一铰接轴332和第二铰接轴333可以为长螺栓，长螺栓穿过固定板33上的弧形槽334及旋转电机34的封装壳体，配合螺母固定，螺母可以嵌入旋转电机34的封装壳体内，也可以在旋转电机34的封装壳体的内侧。第一铰接轴332长螺栓固定，拧松第二铰接轴333长螺栓，第二铰接轴333长螺栓在弧形槽334内滑动，从而带动旋转电机34封装壳体、其内的旋转电机34及旋转吸盘35的俯仰。

角度调节结构还包括设置在固定板33上的角度显示盘331，通过观察角度显示盘331可以清楚了了解旋转电机34、旋转电机34封装壳体及旋转吸盘35的俯仰角度调节量。

旋转电机34的封装壳体的上表面、下表面设置有散热孔38，方便旋转电机34工作产生的热量及时散发出去，保护旋转电机。

工位平台3侧边还有操作面板，操作面板上设有电源开关6、急停按钮7，还有启动/暂停按钮、手动测试按钮及真空吸按钮。

工位平台3底部设有四个支脚4，支脚4为脚杯，也可以换成万向轮，换成万向轮在移动设备时更加方便。

首先由控制器获取点胶头的移动路径，也即点胶路径，并确定点胶头在待吐胶工件表面单位长度所需要使用的胶量，也即单位长度的点胶量范围要求，而后控制器控制点胶头进行移动和吐胶动作，使得点胶头沿上述点胶路径移动的过程中，点胶头保持吐胶状态，将胶水涂布于工件的待吐胶面，并且控制器调整点胶头的移动速率和吐胶速度，使得吐胶速度与移动速率之比维持在上述待吐胶工件表面单位长度所需要使用的胶量要求范围内。如此，当点胶头沿移动路径移动完毕完成吐胶后，在工件的待吐胶面上，形成沿移动路径延伸的胶条，胶条单位长度的胶量处于之前预设的胶量范围内，从而保证了工件表面的胶量均匀性。相比于现有技术，该点胶方法无需增设拓展路径，从而缩短了点胶头的移动路径长度，有利于提高点胶效率，并且通过控制调整点胶头的移动速率和吐胶速度，使得二者的比值维持在恒定的要求范围内，保证了工件表面吐胶后所形成胶条的均匀性，以达到了兼顾吐胶效率和吐胶均匀的技术效果。该描述是为了辅助理解点胶过程，至于如何实现该控制过程，不在本实用新型的保护范围内。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种半导体制冷片的封胶装置，其特征在于：包括机架（1），其上设置X轴运动模组（11）；

点胶机构（2），滑动设置在机架（1）的X轴运动模组（11）上，包括点胶头（21）、点胶阀（23）、胶筒（24）和Z轴运动模组（22），点胶头（21）、点胶阀（23）及胶筒（24）在Z轴运动模组（22）驱动下沿Z轴移动；

工位平台（3），位于机架（1）下方，垂直于X轴运动模组（11），包括Y轴运动模组（31）、支撑板（32）、固定板（33），旋转电机（34）、旋转吸盘（35），支撑板（32）滑动设置在Y轴运动模组（31）上，旋转电机（34）位于封装壳体内，通过固定板（33）设置在支撑板（32）上，随支撑板（32）在Y轴运动模组（31）上滑动，旋转电机（34）前端连接旋转吸盘（35），后端连接真空气管（39），旋转吸盘（35）吸附半导体制冷片（5）。

2.根据权利要求1所述一种半导体制冷片的封胶装置，其特征在于：工位平台（3）上还设置旋转吸盘（35）垂直度检测装置，包括固定设置在旋转电机（34）封装壳体上的光电传感器（36），旋转电机（34）前输出轴上固定设置矫位挡片（37）。

3.根据权利要求1所述一种半导体制冷片的封胶装置，其特征在于：工位平台（3）上还设置旋转吸盘（35）角度调节结构，角度调节结构包括第一铰接轴（332）和第二铰接轴（333）,及弧形槽（334），固定板（33）与旋转电机（34）的封装壳体通过第一铰接轴（332）和第二铰接轴（333）连接，第二铰接轴（333）在弧形槽（334）内滑动调节旋转电机（34）、旋转电机（34）封装壳体及旋转吸盘（35）的俯仰角度。

4.根据权利要求3所述一种半导体制冷片的封胶装置，其特征在于：角度调节结构还包括设置在固定板（33）上的角度显示盘（331）。