[发明专利]一种半导体致冷器下脱模装置

说明书

本发明公开了一种半导体致冷器下脱模装置，包括机架、模具系统和导向梯，其中模具系统包括下凸模具和上凹模具，下凸模具设于机架上，上凹模具上设有温差电元件定位孔，垫块一端与下凸模具一体化连接，垫块的另一端部分插入上凹模具的温差电元件定位孔内，下凸模具上设有导向滑槽，导向梯通过滑块与导向滑槽滑动连接，上凹模具的下端面与导向梯的阶梯面相接触。本发明有助于打开微型器件市场、提高市场占有率，能够有效地提高微型致冷器下脱模成品率大幅度提升，脱模成品率≥91％。

技术领域

本发明属于温差电技术领域，尤其涉及一种半导体致冷器下脱模装置。

背景技术

目前，致冷器已经在空间领域获得了广泛的应用，特别是在星敏感器、低温黑体、红外CCD、环路热管、激光测距仪等单机上的应用得到了长足的进步和发展。当前致冷器是以高面比H/S≤2.5mm^-1(温差电元件截面边长≥1mm)的温差电元件为主体设计的，随着各种敏感器、探测器几何尺寸越做越小，为之提供致冷和控温的致冷器必须向小型化、微型化发展。微型化致冷器的应用更加广泛，首先能够节省温差电材料，相同质量的温差电材料可以制备更多的温差电致冷器，大幅度节省铋、锑、碲、硒的开采；其二，器件微型化可有效的降低其不同构成材质的制造应力水平，大大提高致冷器的可靠性；第三，能够有效的提高致冷器的致冷功率密度，满足较大功率密度场合的应用，从传统致冷器的12W/cm²提升到27W/cm²。

微型半导体致冷器的显著特征是体积小、温差电元件小。微型化的致冷器结构面积通常不大于20mm×20mm，温差电元件截面尺寸覆盖0.3mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm，温差电元件高度以0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm成谱系化分布。温差电元件几何尺寸的“极速缩水”，温差电元件单体的耐受力，包括剪力、压力、拉力，必然几何倍数的缩小，导致致冷器的集成、装配和组装过程的工艺要求就会变得苛刻。常规致冷器焊接面较大，可承受较大的力，具备相当的机械强度，能够与拔模工艺相适应同时保证成品产出率和良好的器件机械性强度。微型致冷器采用拔模工艺脱模时的成品率仅18％，这个数值下的微型致冷器成品，无论从机械强度和可靠性角度考虑，都无法进行产品化，尤其无法胜任高可靠性要求的空间应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体致冷器下脱模装置，通过从施力和受力角度出发，降低脱模过程温差电元件的受力，使其脱模时的受力特别是剪切方向的受力近乎为零，从根本上解决温差电元件机械强度和可靠性的问题，从而有效、大幅度的提高脱模成品率，从工艺实施上保证温差电元件的机械强度和工艺稳定性，保证致冷器的可靠性。

本发明提供了一种半导体致冷器下脱模装置，其包括机架、模具系统和导向梯，其中所述模具系统包括下凸模具和上凹模具，所述下凸模具设于所述机架上，所述上凹模具上设有温差电元件定位孔，垫块一端与所述下凸模具一体化连接，所述垫块的另一端插入所述温差电元件定位孔内，所述下凸模具上设有导向滑槽，所述导向梯通过滑块与所述导向滑槽滑动连接，所述上凹模具的下端面与所述导向梯的阶梯面相接触。

以上技术方案优选的，所述半导体致冷器下脱模装置还包括导向运动机构，所述导向运动机构包括中空压槽、导向杆和导向齿轮，所述机架上设有齿轮轴，所述导向齿轮设于所述齿轮轴上，所述导向杆上设有导向齿条，所述导向齿条与所述导向齿轮啮合，所述中空压槽与所述导向杆的下端可拆卸连接。

以上技术方案优选的，所述中空压槽上端设有凸台，所述导向杆下端设有凹槽，所述凸台与凹槽上分别设有定位孔，定位螺栓穿过所述定位孔实现所述中空压槽与导向杆的可拆卸连接。

以上技术方案优选的，所述齿轮轴一端设有下压手柄，用于对导向杆的向下运动施力。

以上技术方案优选的，发条缠绕紧固于所述齿轮轴的另一端，用于实现导向杆下行运动结束后自动回弹。