CN104865465A - 检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法，其中该测试装置包括：至少一个开关探针、至少一个金属探针和针板；所述开关探针和所述金属探针固定在针板上；在安装导热衬垫位置对应的针板上固定开关探针；在安装导热衬布位置对应的针板上固定金属探针和开关探针；所述固定开关探针和/或金属探针的针板与机箱对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。本发明通过开关探针和金属探针检测机箱内部散热凸台上各类导热衬垫/导热衬布是否全部安装及安装是否正确，解决了人为检测的漏判、误判问题。有效避免了给后续测试或者设备的出厂使用带来隐患、甚至危害。

Description

检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法，属于设备检测技术领域。

背景技术

现有的电路板卡上的电子元器件散热时，一般都使用导热衬垫或导热衬布将电子元器件的热量传导至机箱上。导热衬垫和导热衬布均处于热传导介质。电路板卡上的电子元器件通过热传导的方式把热量传导给金属件，最终利用金属件达到向外散热的目的。根据电路板的复杂性、设备的使用场景、板卡上器件的功耗等情况，在不同位置对应的导热衬垫或导热衬布的数量、规格也不同。

图1为一种室外通信设备机箱1内金属散热凸台上安装热传导介质示意图，热传导介质包括导热衬垫21和导热衬布22。电路板卡上的散热器件通过导热衬垫21把热量传导到机箱1，并最终通过机箱1散热。如图1所示，相同标记的导热衬垫，规格型号相同，如标记a；不同标记的导热衬垫，规格型号不同，体现在材料属性不同、厚度不同，或者上述兼而有之。

图2示出了电路板卡4上的散热器件3通过导热衬垫2把热量传导给机箱1的散热凸台12，并最终利用机箱1达到向外散热目的。如图2所示，现有的电路板卡4上的散热机构包括散热器件3、导热衬垫2和设置在机箱1上的散热凸台12，散热凸台12上设置导热衬垫2，导热衬垫2上设置散热器件3，电路板4放置在散热器件3上。在机箱内设置的热传导介质一般存在厚度上的区别：导热衬布厚度一般为0.2mm左右，导热衬垫的厚度一般大于等于0.5mm。

目前对设备安装的上述热传导介质检查时，需要生产线上专设岗位，工人通过目视检查并对比作业指导书，检查机箱散热凸台上安装的导热衬垫/导热衬布规格型号是否正确、有无遗漏等不良现象。人工目视检测机箱内部散热凸台上各类导热衬垫/导热衬布是否全部安装及安装是否正确。人工目检存在着漏检、误判等人为因素，特别是单个机箱内安装的导热衬垫型号、数量多，设备日产量较大的情况，上述情况极易发生。而一旦发生，在后续装配阶段，即板卡放入机箱后，不能辨别板卡和机箱间的导热衬垫/导热衬布的缺失或错误安装的不良现象，给后续测试或者设备的出厂使用带来隐患、甚至危害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何自动检测机箱内部散热凸台上各类导热衬垫/导热衬布是否全部安装及安装是否正确。

为实现上述的发明目的，本发明提供了一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法。

一方面，本发明提供一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置，包括：至少一个开关探针、至少一个金属探针和针板；

所述开关探针和所述金属探针固定在针板上；

在安装导热衬垫位置对应的针板上固定开关探针；在安装导热衬布位置对应的针板上固定金属探针和开关探针；

所述固定开关探针和/或金属探针的针板与机箱对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。

其中较优地，所述开关探针包括探针头、第一金属杆、第二金属杆和外壳，所述探针头、第一金属杆、第二金属杆呈直线型排列，所述第一金属杆第一端与所述探针头固接，所述第一金属杆第二端、所述第二金属杆第一端设置在所述外壳内，所述第二金属杆第二端设置在外壳外，所述第一金属杆的第二端在与所述第二金属杆的第一端之间有在外壳内自由活动的距离。

其中较优地，所述第一金属杆的第二端在与所述第二金属杆的第一端之间有在外壳内自由活动的距离略小于导热衬垫的厚度。

其中较优地，所述开关探针和所述金属探针头部还设置有垫片。

其中较优地，所述机箱还包括导向销，所述导向销设置在机箱螺纹孔位置上。

其中较优地，所述针板还包括导向筒套，所述导向筒套与所述导向销的位置对应。

其中较优地，所述针板是玻璃纤维环氧树脂层压板。

另一方面，本发明还提供一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试系统，包括上述的测试装置、控制板和控制装置；

所述控制板与所述开关探针和金属探针连接，所述控制板与所述控制装置连接；

所述控制板采集所述开关探针和所述金属探针检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态并传输至所述控制装置，所述控制装置向用户反馈所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。

另一方面，本发明还提供一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试方法，包括如下步骤：

在安装导热衬垫位置对应的针板上固定开关探针；

在安装导热衬布位置对应的针板上固定金属探针和开关探针；

所述固定开关探针和/或金属探针的针板与机箱对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。

其中较优地，还包括将导热衬布或导热衬垫安装状态输出并提示用户的步骤。

本发明提供的一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法，通过开关探针和金属探针检测机箱内部散热凸台上各类导热衬垫/导热衬布是否全部安装及安装是否正确，解决了人为检测的漏判、误判问题。有效避免了给后续测试或者设备的出厂使用带来隐患、甚至危害。

附图说明

图1是本发机箱安装导热衬垫和导热衬布示意图；

图2是本发明导热凸台结构示意图；

图3a、图3b是本发明安装探针的针板正、反面结构示意图；

图4是本发明开关探针结构示意图；

图5是本发明开关探针断开示意图；

图6是本发明开关探针导通示意图；

图7是本发明测试装置结构示意图；

图8是本发明检测机箱内的导热衬垫和导热衬布的示意图；

图9是本发明针板与机箱对合示意图；

图10为本发明开关探针检测未安装导热衬垫示意图；

图11为本发明开关探针检测安装导热衬垫示意图；

图12为本发明开关探针检测错安装导热衬布示意图；

图13为本发明开关探针和金属探针检测安装导热衬布示意图；

图14为本发明开关探针和金属探针检测未安装导热衬布示意图；

图15为本发明开关探针和金属探针检测错安装导热衬垫示意图；

图16为本发明开关探针检测安装导热衬垫时产生凹陷意图；

图17为本发明探针头部安装垫片示意图；

图18为本发明安装带有垫片的探针的针板结构示意图；

图19为发明机箱内导向销安装示意图；

图20为本发明测试系统结构示意图；

图21为本发明测试方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图3a、图3b所示，本发明提供一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置，该测试装置包括：至少一个开关探针7、至少一个金属探针8和针板5；所述开关探针7和所述金属探针8固定在针板5上；在安装导热衬垫位置对应的针板上5固定开关探针7；在安装导热衬布位置对应的针板5上固定金属探针8和开关探针7；所述固定开关探针7和/或金属探针8的针板5与机箱1对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。下面对本发明提供的检测机箱内导热衬垫和导热衬布安装的测试装置展开详细的说明。

如图4所示，开关探针7包括探针头70、第一金属杆71、第二金属杆72和外壳73，所述探针头70、第一金属杆71、第二金属72杆呈直线型排列，所述第一金属杆71第一端与所述探针头70固接，所述第一金属杆71第二端、所述第二金属杆72第一端设置在所述外壳73内，所述第二金属杆72第二端设置在外壳73外，所述第一金属杆71的第二端在与所述第二金属杆72的第一端之间有在外壳73内自由活动的距离△。如图5所示，开关探针7在探针头70不受压力时，第一金属杆71与第二金属杆72不接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气不通。如图6所示，开关探针7在探针头70受到压力时，第一金属杆71与第二金属杆72接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气导通。

如图7-图9所示，在检测机箱内的导热衬垫和导热衬布的安装状态时，固定开关探针7和/或金属探针8的针板5与机箱1准确对位。通过金属探针8和开关探针7检测导热衬垫和导热衬布的安装状态。在本发明中针板5优选是非金属材料，例如玻璃纤维环氧树脂层压板。

下面对通过开关探针7检测是机箱导热凸台12上否安装导热衬垫21或错误安装导热衬布的方式展开说明：如图10所示，在安装导热衬垫21位置对应的针板5上固定开关探针7，当机箱1的导热凸台12上未安装导热衬垫21或错误安装导热衬布22时，开关探针7的探针头70不受压力或受压力小，第一金属杆71与第二金属杆72不接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气不通。如图11所示，当机箱1的导热凸台12上安装导热衬垫21时，开关探针7在探针头70到压力，第一金属杆71与第二金属杆72接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气导通。如图12所示，当机箱1的导热凸台12上安装导热衬布时22，由于导热衬布22的厚度小于所述第一金属杆71的第二端在与所述第二金属杆72的第一端之间在外壳73内自由活动的距离△，开关探针7的探针头70受压力小，第一金属杆71移动的距离也小于△。因此第一金属杆71与第二金属杆72不接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气不通。

下面对通过开关探针2和金属探针8检测机箱1导热凸台12上是否安装导热衬布22或错误安装导热衬垫21的方式展开说明：如图13所示，对导热凸台12上导热衬布22的安装情况检测时，在安装导热衬布22位置对应的针板5上固定金属探针8和开关探针7；金属探针一端与机箱连接。如果机箱1导热凸台12上已经安装导热衬布22，由于导热衬布22的厚度小于所述第一金属杆71的第二端在与所述第二金属杆72的第一端之间有在外壳73内自由活动的距离△，开关探针7的探针头70受压力小，第一金属杆71移动的距离也小于△。因此第一金属杆71与第二金属杆72不接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气不通。由于导热衬布将金属探针另一端与机箱的导热凸台隔开，金属探针8与机箱电气不通。金属探针81一端与机箱连接1时可以通过另一金属探针82连接。如图14所示，如果机箱1导热凸台12上未安装导热衬布22，由于导热衬布22的厚度小于所述第一金属杆71的第二端在与所述第二金属杆72的第一端之间有在外壳73内自由活动的距离△，开关探针7的探针头70受压力小，第一金属杆71移动的距离也小于△。因此第一金属杆71与第二金属杆72不接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气不通。由于未安装导热衬布22，因此，金属探针81另一端与机箱1的导热凸台12未被隔开，金属探针81和金属探针82与机箱1电气导通。如图15所示，如果机箱1导热凸台12上未安装导热衬布22而错安装了导热衬垫21，当机箱1的导热凸台12上安装导热衬垫21时，开关探针7在探针头70到压力，第一金属杆71与第二金属杆72接触，第一金属杆71与第二金属杆72电气导通。由于导热衬垫21将金属探针81另一端与机箱1的导热凸台12隔开，金属探针81与机箱1电气不通。

为了进一步保证开关探针本身因素造成检测结果的不准确，开关探针的探针头和金属探针的探针头优选为平头。开关探针的探针头优选为绝缘体。在采用本发明提供的测试装置检测机箱内上述导热衬垫和导热衬布安装状况时，为了保证开关探针内部金属杆的接触行程△与导热衬垫的厚度H对应，第一金属杆71需要一定的压缩量，保持与第二金属杆可靠接触。

如图11所示，当导热衬垫的厚度H＝2mm时，探针第二金属杆72的第一端之间有在外壳73内自由活动的距离△可选1.5mm。如图10所示，开关探针1内部第一金属杆71与第二金属杆72未接触，探针第二金属杆72的第一端之间在外壳73内自由活动的距离△＝1.5mm。如图11所示，探针头70受压，理论压缩值2mm(大于△＝1.5mm)，开关探针1内部第一金属杆71与第二金属杆72接触。如图16所示，由于软性的导热衬垫21受压后在受压点呈一定量的凹陷状态导致测试不准确。为了最大程度减轻、消除此类情况，开关探针和金属探针优选使用低弹力的探针。当探针完全压缩时弹力为0.6-0.8N(下同)。如图17、18所示，同时优选在开关探针和金属探针头部安装直径6-10mm的垫片(探针头为非金属，垫片也为非金属；探针头为金属，垫片也需金属)。如图18所示，安装了垫片的开关探针7和金属探8针固定在针板5上，如此测试检测导热衬垫和导热衬布的安装状态最大程度减轻、消除测试不准确。

在检测机箱内的导热衬垫和导热衬布的安装状态时，为了进一步保证固定开关探针7和/或金属探针8的针板5与机箱1准确对位，如图18所示，在机箱1的螺纹孔处安装导向销10，如图3、图19所示，在针板5上与导向销10对应的位置还设置有导向筒套50。在检测机箱内的导热衬垫21和导热衬布22的安装状态时，设置在针板5上的导向筒套50与设置在机箱1上的导向销10配合，既保证了固定开关探针7和/或金属探针8的针板5与机箱1上的导热衬垫21和/或导热衬布22快速准确对位，实现快速准确检测；而且保证了针板5和机箱1各散热凸台12保持合适的距离(即各探针保持合适的压缩量)。

为进一步体现本发明提供的检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置的优越性，如图20所示，本发明还提供一种应用上述测试装置的检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试系统，该测试系统包括上述的测试装置、控制板和控制装置；所述控制板与所述开关探针和金属探针连接，所述控制板与所述控制装置连接；所述控制板采集所述开关探针和所述金属探针检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态并传输至所述控制装置，所述控制装置向用户反馈所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。下面对本测试系统展开详细的说明。

如图20所示，控制板优选采用STM32处理器，采用GPIO(GeneralPurpose Input Output，通用输入/输出)功能，控制板连接针板上的每一个开关探针7和金属探针8。控制板分析各个开关探针和金属探针形成开、闭电路信号并向与之连接的控制装置输出。控制装置优选是PC。例如，若散热凸台12上没安装导热衬垫或导热衬布或导热衬布或导热衬垫安装错误(导热衬垫处对应的开关探针为断开状态；导热衬布处的开关探针为导通状态，或导热衬布处的开关探针为断开状态且金属探针为导通状态)读取为0；若散热凸台12上导热衬垫或导热衬布安装正确(导热衬垫处对应的开关探针为导通状态；导热衬布处的开关探针为断开状态且金属探针为断开状态)读取为1。若N个探针则控制板的CPU会转化为n个bits的数据返回给PC。PC会通过串口发送读取探针连通性的指令，CPU收到指令之后会读取探针的各个状态，若判断到全为1的情况则会返回给PC一个PASS的状态，若出现某个测试探针为0(连通)的情况，则会返回一个FAIL的状态给PC，操作人员会根据不同的状态来寻找未安装导热衬垫的位置，重新安装导热衬垫。

为进一步体现本发明提供的检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置和测试系统的优越性，如图21所示，本发明还提供一种应用上述测试装置和测试系统的检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试方法，该方法包括如下步骤：在安装导热衬垫位置对应的针板上固定开关探针；在安装导热衬布位置对应的针板上固定金属探针和开关探针；所述固定开关探针和/或金属探针的针板与机箱对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。控制板采集到N个探针的数据后，控制板的CPU会转化为n个bits的数据返回给PC。PC会通过串口发送读取探针连通性的指令，CPU收到指令之后会读取探针的各个状态，若判断到全为1的情况则会返回给PC一个PASS的状态，若出现某个测试探针为0(连通)的情况，则会返回一个FAIL的状态给PC。导热衬布或导热衬垫安装状态输出并提示用户，用户会根据不同的状态来寻找未安装导热衬垫的位置，重新安装导热衬垫。

综上所述，本发明提供的一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置、系统及方法，通过开关探针和金属探针检测机箱内部散热凸台上各类导热衬垫/导热衬布是否全部安装及安装是否正确，解决了人为检测的漏判、误判问题。有效避免了给后续测试或者设备的出厂使用带来隐患、甚至危害。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试装置，其特征在于，包括：至少一个开关探针、至少一个金属探针和针板；

所述开关探针和所述金属探针固定在针板上；

在安装导热衬垫位置对应的针板上固定开关探针；在安装导热衬布位置对应的针板上固定金属探针和开关探针；

所述固定开关探针和/或金属探针的针板与机箱对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述开关探针包括探针头、第一金属杆、第二金属杆和外壳，所述探针头、第一金属杆、第二金属杆呈直线型排列，所述第一金属杆第一端与所述探针头固接，所述第一金属杆第二端、所述第二金属杆第一端设置在所述外壳内，所述第二金属杆第二端设置在外壳外，所述第一金属杆的第二端在与所述第二金属杆的第一端之间有在外壳内自由活动的距离。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一金属杆的第二端在与所述第二金属杆的第一端之间有在外壳内自由活动的距离略小于导热衬垫的厚度。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述开关探针和所述金属探针头部还设置有垫片。

5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述机箱还包括导向销，所述导向销设置在机箱螺纹孔位置上。

6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述针板还包括导向筒套，所述导向筒套与所述导向销的位置对应。

7.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述针板是玻璃纤维环氧树脂层压板。

8.一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试系统，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的测试装置、控制板和控制装置；

所述控制板与所述开关探针和金属探针连接，所述控制板与所述控制装置连接；

所述控制板采集所述开关探针和所述金属探针检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态并传输至所述控制装置，所述控制装置向用户反馈所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。

9.一种检测机箱内导热衬垫和导热衬布的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

在安装导热衬垫位置对应的针板上固定开关探针；

在安装导热衬布位置对应的针板上固定金属探针和开关探针；

所述固定开关探针和/或金属探针的针板与机箱对位检测所述导热衬垫或导热衬布的安装状态。

10.如权利要求9所述的测试方法，其特征在于，还包括将导热衬布或导热衬垫安装状态输出并提示用户的步骤。