Спосіб збирання термоелектричної батареї

Изобретение относится к технологии изготовления твердотельных электронных микроохладителей и термобатарей на их основе, предназначенных для холодильной техники а быту. на железнодорожном, автомобильном транспортах и др. Известен способ сборки термобатарей [1], состоящих из нижней теплопоглощающей плиты, микроохладителей и верхней тепловыделяющей плиты, согласно которому с целью создания общей плоскости (для обеспечения теплового контакта с верхней тепловыделяющей пластиной, ибо ТЭМО по высоте могут сличаться друг от друга) на каждый микроохладитель сверху напаивают медные пластины (толщиной 1 мм). После сборки батареи производят шлифовку эти х пластин, тем самым создают общую плоскостность. Известен также способ сборки термобатареи [2]. Данный способ принят в качестве прототипа. Согласно этому способу для обеспечения плоскостности поверхностей ТЭМО последние в процессе пайки поджимаются снизу вверх к технологической плите с заданной плоскостностью при помощи пружин, расположенных под каждым ТЭМО. В процессе пайки пружинки поддерживают ТЭМО поджатым к верхней пластине, и при затвердевании припоя фиксируется их положение. Изготовление медных пластин, их нагрев с последующей напайкой на каждый микроохладитель и шлифовка этих пластин усложняют процесс сборки. В известном способе плоскостность обеспечивается пружинами, расположенными под каждым ТЭМО, в связи с чем процесс сборки усложняется, т.к. необходимо изготовить дополнительные детали (пружины), а также просверлить нижние теплопоглощающие пластины под эти пружины и припаять их. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа сборки термоэлектрической батареи таким образом, чтобы обеспечить плоскостность подачей вакуума к отверстиям в технологической плите при одновременном нагреве сборки, причем с помощью вакуума производят отрыв микроохладителей от теплопоглощающей пластины и прижатие их к технологической плите. За счет этого обеспечивается увеличение производительности путем упрощения процесса, что, в свою очередь, дает большую экономичность способа в связи с исключением ряда технологических операций. Поставленная задача решается тем, что в способе сборки термоэлектрической батареи, включающем нанесение расплавленного припоя на теплопоглощающую пластину и установку на неё термоэлектрических микроохладителей, установку на все микроохладители технологической плиты, нагрев сборки до температуры пайки, охлаждение сборки, снятие технологической плиты, закрепление на микроохладителях тепловыравнивающей пластины, согласно изобретению, нагрев сборки производят при одновременной подаче вакуума к сквозным отверстиям в технологической плите, расположенным над микроохладителями, величина которого обеспечивает отрыв микроохладителей от теплопоглощающей пластины и прижатие их к технологической плите. Изобретение реализуется путем применения технологической оснастки, т.е. технологической плиты, которая изготавливается единожды, но используется с каждой собираемой ТЭБ. На приведенном чертеже изображен общий вид предложенной оснастки, где ТЭМО 1, собираемые в общую батарею. Технологическая плита (шлифованная) 2 с перфорацией против каждого ТЭМО для отсоса вакуума. Общая теплопоглощающая пластина 3, на которую напаиваются все ТЭМО и которая является основой термобатареи. Трафарет 4, позволяющий ориентировать ТЭМО в их истинных положениях (в ТЭБ) и относительно вакуумных отверстий. Крышка 5, обеспечивающая общий вакуум. Штифты 6, ориентирующие оснастку, включающую поз.2, 4, 5, относительно плиты ТЭБ 3. Винты 7, стягивающие всю сборку оснастки. Сборка и пайка ТЭБ данным способом осуществляется следующим образом. Наносят на теплопоглощающую пластину 3 расплавленный припой. Устанавливают на нее ТЭМО 1. Устанавливают на все ТЭМО технологическую плиту 2, сориентировав ТЭМО по трафарету 4 оснастки против своих отверстий для подачи вакуума. Нагревают сборку до температуры пайки на электроплитке 8. Одновременно с нагревом подают вакуум к отверстиям в технологической плите 2. Вакуум, обеспечивающий отрыв микроохладителей от теплопоглощающей пластины и прижатие их к технологической плите, в данном случае соответствует 0.3-0.5 МПа. В примере вакуумные отверстия в плите выполнены диаметром 3 мм, перекрывают друг друга и располагаются по всей площади каждого ТЭМО. Когда все ТЭМО достигли технологической плиты, начинают процесс охлаждения. Убирают технологическую плиту 2. Наносят на ТЭМО 1 пасту КПТ. Закрепляют на ТЭМО 1 тепловыравнивающую пластину. Устранение операции сверления отверстий в каждой теплопоглощающей пластине для всех ТЭМО и устранение необходимости изготовления пружин упрощает процесс сборки батарей и увеличивает производительность ориентировочно на 30% по сравнению с прототипом.