一种主粒子上料机构及半导体制冷芯片热电模块的制备装置

技术领域

本发明属于半导体制冷芯片热电模块加工领域领域，特别涉及一种主粒子上料机构及半导体制冷芯片热电模块的制备装置。

背景技术

半导体制冷芯片热电模块是由半导体P、N颗粒交叉摆放在两片陶瓷基片之间组成。

公开号CN209947872U的中国发明专利公开了一种半导体制冷芯片热电模块的制备装置，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。

现有技术存在的问题是，颗粒的定位摆放需要消耗较多的人力成本，人工摆放的效率和正确率都不高，导致半导体制冷芯片热电模块的生产效率不高的问题。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：半导体制冷芯片热电模块的制备过程中，人工摆放粒子存在效率低的问题。

为了达到上述的目的，本发明的具体技术方案如下：

一种主粒子上料机构，包括第一上料轨道，所述第一上料轨道的一端设有第一出口，所述第一出口的下方设有第一排料机构，所述第一排料机构包括相互传动连接的第一筛盘和第一往复旋转动力机构，所述第一筛盘上设有第一筛孔，所述第一筛盘的底部滑动连接有第一挡板，所述第一筛盘上还连接有第一挡板驱动机构，所述第一挡板驱动机构与所述第一挡板连接并驱动所述第一挡板平移。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一排料机构还包括第一料盒、第一升降动力部件和第一振动马达；所述第一料盒的顶部设有接料开口，所述第一筛盘的左右两侧均连接有所述第一料盒，所述第一筛盘的左端和右端均与所述接料开口连通，所述第一筛盘的前部和后部均连接有第一振动马达；所述第一升降动力部件与所述第一往复旋转动力机构传动连接并驱动所述第一往复旋转动力机构上下移动。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括第一相机和第一上料转盘；所述第一相机与所述机台连接，所述第一相机设于所述第一筛盘的正上方；所述第一上料转盘与所述第一上料轨道的一端连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主粒子上料机构包括两组所述第一排料机构，所述第一上料轨道的一端设有两个第一出口，两个第一出口分别用于为两组第一排料机构供料。

一种半导体制冷芯片热电模块的制备装置，包括机台，所述机台上设有传送机构、副粒子上料机构以及上述的主粒子上料机构，所述主粒子上料机构和所述副粒子上料机构均设于所述传送机构的旁侧；所述副粒子上料机构包括第二上料轨道，所述第二上料轨道的一端设有第二出口，所述第二出口的下方设有第二排料机构，所述第二排料机构包括相互传动连接的第二筛盘和第二往复旋转动力机构，所述第二筛盘上设有第二筛孔，所述第二往复旋转动力机构与所述机台连接，所述第二筛盘的底部滑动连接有第二挡板，所述第二筛盘上还连接有第二挡板驱动机构，所述第二挡板驱动机构与所述第二挡板连接并驱动所述第二挡板平移。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括粒子模，所述粒子模的顶部设有两个以上的凹槽，所述传送机构能够将所述粒子模传送到所述第一筛盘下方和所述第二筛盘下方；所述传送机构包括转移部件，所述转移部件为转盘或传送带，所述转移部件上连接有定位台，所述定位台用于连接所述粒子模，所述定位台上设有负压孔，所述负压孔上连接有负压管，所述负压管上设有电磁阀；还包括压力定位机构，所述压力定位机构包括定位板，所述定位板的底部设有定位凸起，还包括定位动力机构，所述定位动力机构驱动所述定位板上下移动， 所述定位动力机构与所述机台连接；所述传送机构还包括机械手，所述机械手用于夹持所述粒子模并将所述粒子模放置于所述定位台上。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括粒子模上料机构，所述粒子模上料机构包括粒子模储存机构、粒子模平移机构和水平设置的安装板；所述安装板与所述机台连接，所述安装板设于所述传送机构的旁侧；所述粒子模储存机构包括竖向设置的粒子模料槽、粒子模夹紧块和粒子模夹紧动力机构，所述粒子模料槽的底部与所述安装板的顶部连接，所述粒子模夹紧动力机构与所述安装板连接，所述粒子模料槽的前侧和后侧均设有通槽，所述粒子模夹紧块的数量为两件，两件所述粒子模夹紧块分别设于两个所述通槽中，所述粒子模夹紧动力机构与所述粒子模夹紧块传动连接并驱动所述粒子模夹紧块相互靠近或远离；所述粒子模平移机构包括平移气缸、升降电机、吸盘、吸盘安装块和滑动板；所述平移气缸与所述安装板连接，所述平移气缸与所述吸盘安装块传动连接并驱动所述吸盘安装块水平移动，所述滑动板与所述吸盘安装块连接，所述安装板上设有平移槽，所述滑动板设于所述平移槽中并与所述平移槽滑动连接，所述粒子模槽设于所述平移槽的上方，升降电机与所述吸盘安装块连接，所述升降电机与所述吸盘连接并驱动所述吸盘上下移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述粒子模上料机构还包括粒子模定位机构，所述粒子模定位机构包括相互连接的前定位机构和前定位块、相互连接的后定位机构和后定位块以及相互连接的右定位机构和右定位块，所述前定位块、后定位块和右定位块均设于所述平移槽的上方，所述前定位机构、后定位机构和右定位机构均与所述安装板连接，所述前定位机构能够驱动所述前定位块前后移动，所述后定位机构能够驱动所述后定位块前后移动，所述右定位机构能够驱动所述右定位块左右移动。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括下料机构，所述下料机构设于所述传送机构的旁侧；所述下料机构包括下料夹持机构、下料竖向滑轨、下料横向滑轨，所述下料横向滑轨与所述机台连接，所述下料竖向滑轨与所述下料横向滑轨横向滑动连接，所述下料机械手与所述下料竖向滑轨竖向滑动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括第一补粒子机构和第二补粒子机构；所述第一补粒子机构包括第一补粒子机械手、第一补粒子相机和第一补料盒，所述第一补料盒与所述机台连接，所述第一补料盒上设有两个以上开口向上的补料孔，所述第一相机与所述机台连接并设于所述粒子模的上方；所述第一补粒子机械手包括相互连接的第一补粒子机械手本体和第一补料吸附机构，所述第一补粒子吸附机构用于吸附第一补料盒中的N极粒子，所述第一补粒子机械手本体用于驱动所述第一补粒子吸附机构将N极粒子转移到粒子模中；所述第二补粒子机构具有与所述第一补粒子机构相同的结构，所述第一补粒子机构和所述第二补粒子机构均与所述机台连接且均设于所述传送机构旁侧。

本发明的有益效果在于：第一上料轨道传输N极粒子或P极粒子，N极粒子或P极粒子从第一出口落入到第一筛盘中，第一往复旋转动力机构振动第一筛盘使得N极粒子或P极粒子的位置与第一筛孔的位置对应，然后第一挡板驱动机构驱动第一挡板滑动，第一挡板从第一筛盘的正下方滑开，N极粒子或P极粒子从第一筛孔中落入到下方。可以在第一筛盘的下方摆放半导体制冷芯片热电模块的陶瓷基片，使得N极粒子或P极粒子按照第一筛孔的位置摆放在陶瓷基片上。采用本发明无需人工摆放N极粒子和P极粒子，生产效率高。

附图说明

图1是本发明的主粒子上料机构的俯视图；

图2是本发明的第一排料机构的立体图；

图3是本发明的主粒子上料机构的部分零件的立体图；

图4是本发明的半导体制冷芯片热电模块的制备装置的俯视图；

图5是本发明的粒子模的示意图；

图6是本发明的副粒子上料机构的示意图；

图7是本发明的粒子模上料机构的立体图；

图8是本发明的粒子模上料机构的剖视图；

图9是本发明的第一补粒子机构的立体图；

图10是本发明的压力定位机构的示意图。

图中：

1-机台，

2-粒子模，21-凹槽，

3-机械手，

4-传送机构，41-转移部件，42-定位台，

5-主粒子上料机构，51-第一上料轨道，511-第一出口，52-第一排料机构，521-第一筛盘，5211-第一筛孔，522-第一往复旋转动力机构，523-第一挡板，524-第一挡板驱动机构，525-第一料盒，526-第一升降动力部件，527-第一振动马达，53-第一相机，54-第一上料转盘，

6-副粒子上料机构，61-第二上料轨道，611-第二出口，62-第二排料机构，621-第二筛盘，6211-第二筛孔，622-第二往复旋转动力机构，623-第二挡板，624-第二挡板驱动机构，625-第二料盒，626-第二升降动力部件，627-第二振动马达，63-第二相机，64-第二上料转盘，

7-压力定位机构，71-定位板，72-定位凸起，73-定位动力机构，

8-粒子模上料机构，81-粒子模储存机构，811-粒子模料槽，812-粒子模夹紧块，813-粒子模夹紧动力机构，82-粒子模平移机构，821-平移气缸，822-升降电机，823-吸盘，824-吸盘安装块，825-滑动板，83-粒子模定位机构，831-前定位机构，832-前定位块，833-后定位机构，834-后定位块，835-右定位机构，836-右定位块，84-安装板，

9-下料机构，91-下料夹持机构，92-下料竖向滑轨，93-下料横向滑轨，

10-第一补粒子机构，101-第一补粒子机械手本体，102-第一补料吸附机构，103-第一补粒子相机，104-第一补料盒，105-补料孔，

11-第二补粒子机构。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

如图1-图3，是本发明的主粒子上料机构5的实施例，具体地：

主粒子上料机构5包括第一上料轨道51，第一上料轨道51的一端设有第一出口511，第一出口511的下方设有第一排料机构52，第一排料机构52包括相互传动连接的第一筛盘521和第一往复旋转动力机构522，第一筛盘521上设有第一筛孔5211，第一往复旋转动力机构522与机台1连接，第一筛盘521的底部滑动连接有第一挡板523，第一筛盘521上还连接有第一挡板驱动机构524，第一挡板驱动机构524与第一挡板523连接并驱动第一挡板523平移。

本发明中，第一上料轨道51传输N极粒子或P极粒子，N极粒子或P极粒子从第一出口511落入到第一筛盘521中，第一往复旋转动力机构522可以为旋转气缸或伺服电机；第一往复旋转动力机构522往复旋转时，第一筛盘521使得N极粒子或P极粒子的位置能够与第一筛孔5211的位置对应，然后第一挡板驱动机构524驱动第一挡板523滑动，第一挡板523从第一筛盘521的正下方滑开，N极粒子或P极粒子从第一筛孔5211中落入到下方。可以在第一筛盘521的下方摆放半导体制冷芯片热电模块的陶瓷基片或粒子模2，使得N极粒子或P极粒子按照第一筛孔5211的位置摆放在陶瓷基片上跌落到粒子模2上。采用本发明无需人工摆放N极粒子和P极粒子，生产效率高。

优选的实施例中，第一排料机构52还包括第一料盒525、第一升降动力部件526和第一振动马达527；第一料盒525的顶部设有接料开口，第一筛盘521的左右两侧均连接有第一料盒525，第一筛盘521的左端和右端均与接料开口连通，第一筛盘521的前部和后部均连接有第一振动马达527；第一升降动力部件526与机台1连接，第一升降动力部件526与第一往复旋转动力机构522传动连接并驱动第一往复旋转动力机构522上下移动。由于第一送料轨道输送的N极粒子或P极粒子的数量可能与第一筛孔5211的数量不同，料盒能够接收在第一筛盘521振动时振出第一筛盘521的多余的N极粒子或P极粒子，料盒中的N极粒子或P极粒子能够回收到第一上料轨道51中重复利用，第一振动马达527用于辅助第一筛盘521振动，并且能够阻挡N极粒子或P极粒子掉落。第一升降动力部件526驱动第一往复旋转动力机构522上下移动的过程中，第一筛盘521和第一挡板523能够同步地上下移动，将第一筛盘521和第一挡板523移动到较高的位置，能够使第一筛盘521有足够的空间进行摆动和振动，将第一筛盘521和第一挡板523移动到较低的位置，能够避免N极粒子或P极粒子落入粒子模2时下落距离过大而反弹出粒子模2。

在本实施例中，主粒子上料机构5还包括第一相机53和第一上料转盘54；第一相机53与机台1连接，第一相机53设于第一筛盘521的正上方；主粒子上料机构5还包括第一上料转盘54，第一上料转盘54与第一上料轨道51的一端连接。第一相机53用于拍摄第一筛盘521的图像，通过拍摄第一筛盘521的图像，能够拍摄到是否有部分第一筛孔5211中未装载有N极粒子或P极粒子，从而推断粒子模2中是否缺失部分N极粒子或P极粒子。第一上料转盘54用于为第一上料轨道51提供N极粒子或P极粒子，第一上料转盘54旋转的过程中，N极粒子或P极粒子能够不断地从第一上料转盘54中转移到第一上料轨道51上，利用上料转盘进行上料是本领域的现有技术，在此不做赘述。

可选的实施例中，主粒子上料机构5包括两组第一排料机构52，第一上料轨道51的一端设有两个第一出口511，两个第一出口511分别用于为两组第一排料机构52供料。本实施例的好处是，两组第一排料机构52能够同时工作，提高生产效率。

如图4-图10，是本发明的半导体制冷芯片热电模块的制备装置的实施例，具体地：

一种半导体制冷芯片热电模块的制备装置，包括机台1，机台1上设有传送机构4、主粒子上料机构5和副粒子上料机构6，主粒子上料机构5和副粒子上料机构6均设于传送机构4的旁侧；副粒子上料机构6包括第二上料轨道61，第二上料轨道61的一端设有第二出口611，第二出口611的下方设有第二排料机构62，第二排料机构62包括相互传动连接的第二筛盘621和第二往复旋转动力机构622，第二筛盘621上设有第二筛孔6211，第二往复旋转动力机构622与机台1连接，第二筛盘621的底部滑动连接有第二挡板623，第二筛盘621上还连接有第二挡板驱动机构624，第二挡板驱动机构624与第二挡板623连接并驱动第二挡板623平移，所述第一升降动力部件526与所述机台1连接。

进一步地，半导体制冷芯片热电模块的制备装置还包括粒子模2，所述粒子模2的顶部设有两个以上的凹槽21，所述传送机构4能够将所述粒子模2传送到所述第一筛盘521下方和所述第二筛盘621下方。粒子模2上的凹槽21用于装载N极粒子和P极粒子，每个凹槽21对应一个N极粒子或一个P极粒子。传送机构4包括转移部件41，转移部件41为转盘或传送带，转移部件41上连接有定位台42，定位台42用于连接粒子模2，定位台42上设有负压孔，负压孔上连接有负压管，负压管上设有电磁阀。负压管用于连通外设的负压发生机构，将粒子模2放置于定位台42上后，打开电磁阀，通过负压孔将粒子模2吸附在定位台42上，能够暂时将粒子模2固定在定位台42上。进一步地，半导体制冷芯片热电模块的制备装置还包括压力定位机构7；压力定位机构7包括定位板71，定位板71的底部设有定位凸起72，还包括定位动力机构73，定位动力机构73驱动定位板71上下移动，定位动力机构73与机台1连接。定位动力机构73驱动定位板71上下移动的过程中，定位凸起72能够向下与粒子模2上的凹槽21连接，通过定位凸和定位凹槽21的相互作用，将粒子模2精确摆正，粒子模2精确摆正后，利用定位台42的负压将粒子模2的位置固定，之后再将定位板71向上抬升复位。

本发明中的半导体制冷芯片热电模块的制备装置中，主粒子上料机构5和副粒子上料机构6分别用于向粒子模2提供按预设位置排布的N极粒子和P极粒子。本发明的半导体制冷芯片热电模块的制备装置工作时，传送机构4将粒子模2传送到第一筛盘521下方；第一上料轨道51传输N极粒子，N极粒子从第一出口511落入到第一筛盘521中，第一往复旋转动力机构522振动第一筛盘521使得N极粒子的位置与第一筛孔5211的位置对应，然后第一挡板驱动机构524驱动第一挡板523滑动，第一挡板523从第一筛盘521的正下方滑开，N极粒子从第一筛孔5211中落入到下方的粒子模2中；之后，装有N极粒子的粒子模2随定位台42转动到第二筛盘621下方，第二上料轨道61传输P极粒子，P极粒子从第二出口611落入到第二筛盘621中，第二往复旋转动力机构622振动第二筛盘621使得P极粒子的位置与第二筛孔6211的位置对应，然后第二挡板驱动机构624驱动第二挡板623滑动，第二挡板623从第二筛盘621的正下方滑开，P极粒子从第二筛孔6211中落入到下方的粒子模2中。本发明的好处是，利用第一筛盘521和第二筛盘621将N极粒子和P极粒子筛入到特定位置的第一筛孔5211和第二筛孔6211中，再将N极粒子和P极粒子从第一筛孔5211和第二筛孔6211转移到粒子模2中，因此，粒子模2中的N极粒子和P极粒子的位置是特定的。后续将涂覆有胶水的陶瓷基片置于粒子模2上，将N极粒子和P极粒子粘附在陶瓷基片上，即可将N极粒子和P极粒子暂时固定在陶瓷基片上。采用本发明无需人工摆放N极粒子和P极粒子，生产效率高。

进一步地，传送机构4还包括机械手3，机械手3用于夹持粒子模2并将粒子模2放置于定位台42上。

优选的实施例中，还包括粒子模上料机构8，粒子模上料机构8包括粒子模储存机构81、粒子模平移机构812和水平设置的安装板84；安装板84与机台1连接，安装板84设于传送机构4的旁侧；粒子模储存机构81包括竖向设置的粒子模料槽811、粒子模夹紧块812和粒子模夹紧动力机构813，粒子模料槽811的底部与安装板84的顶部连接，粒子模夹紧动力机构813与安装板84连接，粒子模料槽811的前侧和后侧均设有通槽，粒子模夹紧块812的数量为两件，两件粒子模夹紧块812分别设于两个通槽中，粒子模夹紧动力机构813与粒子模夹紧块812传动连接并驱动粒子模夹紧块812相互靠近或远离；粒子模平移机构812包括平移气缸821、升降电机822、吸盘823、吸盘安装块824和滑动板825；平移气缸821与安装板84连接，平移气缸821与吸盘安装块824传动连接并驱动吸盘安装块824水平移动，滑动板825与吸盘安装块824连接，安装板84上设有平移槽，滑动板825设于平移槽中并与平移槽滑动连接，粒子模2槽设于平移槽的上方，升降电机822与吸盘安装块824连接，升降电机822与吸盘823连接并驱动吸盘823上下移动。本实施例的粒子模上料机构8中，粒子模料槽811用于放置竖向叠放的粒子模2，粒子模夹紧块812相互靠近后，最下方的一件粒子模2被粒子模夹紧块812夹紧，当粒子模夹紧块812相互远离，粒子模2向下掉落一定的高度，粒子模夹紧块812再次夹紧能够将从下往上数的倒数第二块粒子模2夹紧。平移气缸821驱动吸盘安装块824和滑动板825同步移动一定的距离，吸盘823能够随吸盘823安装板84同步移动到粒子模2的下方，通过升降电机822驱动吸盘823上升，吸盘823能够靠近最下方的粒子模2，此时通过粒子模夹紧块812的相互远离和靠近动作，将最下方的粒子模2释放到吸盘823上并通过粒子模夹紧块812夹紧从下往上数的倒数第二块粒子模2，之后升降电机822驱动吸盘823下降，平移气缸821再驱动吸盘823平移，能够将粒子模2转移到粒子模料槽811外。滑动板825能够辅助粒子模夹紧块812对粒子模2进行支撑。

进一步地，粒子模上料机构8还包括粒子模定位机构83，粒子模定位机构83包括相互连接的前定位机构831和前定位块832、相互连接的后定位机构833和后定位块834以及相互连接的右定位机构835和右定位块836，前定位块832、后定位块834和右定位块836均设于平移槽的上方，前定位机构831、后定位机构833和右定位机构835均与安装板84连接，前定位机构831能够驱动前定位块832前后移动，后定位机构833能够驱动后定位块834前后移动，右定位机构835能够驱动右定位块836左右移动。本实施例的好处是，能够利用前定位块832、后定位块834和右定位块836调整吸盘823上的粒子模2的位置，机械手3将粒子模2从吸盘823上转移到定位台42上后，粒子模2的摆放位置比较精确。

一些实施例中，还包括下料机构9，下料机构9设于传送机构4的旁侧；下料机构9包括下料夹持机构91、下料竖向滑轨92、下料横向滑轨93，下料横向滑轨93与机台1连接，下料竖向滑轨92与下料横向滑轨93横向滑动连接，下料机械手3与下料竖向滑轨92竖向滑动连接。下料夹持机构91用于夹持传送机构4上的已经装载N极粒子和P极粒子的粒子模2，并将粒子模2转移到传动机构外。

一些实施例中，还包括第一补粒子机构10和第二补粒子机构11；第一补粒子机构10包括第一补粒子机械手3、第一补粒子相机103和第一补料盒104，第一补料盒104与机台1连接，第一补料盒104上设有两个以上开口向上的补料孔105，第一相机53与机台1连接并设于粒子模2的上方；第一补粒子机械手3包括相互连接的第一补粒子机械手本体101和第一补料吸附机构102，第一补粒子吸附机构用于吸附第一补料盒104中的N极粒子，第一补粒子机械手本体101用于驱动第一补粒子吸附机构将N极粒子转移到粒子模2中；第二补粒子机构11具有与第一补粒子机构10相同的结构，第一补粒子机构10和第二补粒子机构11均与机台1连接且均设于传送机构4旁侧。第一补粒子相机103用于拍摄粒子模2，当粒子模2中的部分凹槽21中确实N极粒子时，第一补粒子机械手本体101驱动第一补粒子吸附机构移动，第一补粒子吸附机构将N极粒子从第一补料盒104中转移到粒子模2中。第二补粒子机构11用于向粒子模2中补充P极粒子。

在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。