CN107999332A - 导热介质自动涂刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电子产品安装技术领域，公开了一种导热介质自动涂刷装置。该装置包括：基体、升降平台、升降驱动机构、模块定位装置以及涂刷装置；升降平台安装在基体内，涂刷装置安装在升降平台上；模块定位装置设置在基体内，且位于升降平台下侧；升降平台连接升降驱动机构，并在升降驱动机构的驱动下靠近或者远离模块定位装置；涂刷装置用于在升降平台到达涂刷位置时，对模块定位装置上的待涂刷导热介质的模块涂刷导热介质。本发明实施方式能够自动完成导热介质的涂刷，从而可消除人工涂刷的不确定性，保证导热硅脂涂刷厚度的均匀性与一致性，提高产品质量与可靠性；同时，自动化涂刷还可节省劳动力，并有利于提高生产效率。

Description

导热介质自动涂刷装置

技术领域

本发明实施例涉及电子产品安装技术领域，特别涉及一种导热介质自动涂刷装置。

背景技术

导热介质(例如导热硅脂)作为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块与散热器之间的填充剂被广泛应用在电子设备行业，其目的在于利用导热硅脂的流动性排除IGBT模块与散热器之间的空气，达到更均匀、更有效的散热效果，避免IGBT模块温度过高而损坏。IGBT模块主要通过热传导将自身热量传递给散热器，理想情况下，IGBT模块与散热器完美接触，此时传热路径只有IGBT模块与散热器。实际情况下，由于导热硅脂的存在，增加了传热热阻，而传热热阻与导热硅脂的厚度呈线性关系。为使IGBT模块达到较好的散热效果，一些大的模块厂商如英飞凌，富士等都在其规格书中明确规定了导热硅脂的涂刷厚度范围。因此，无论是从产品质量还是相关工艺要求来看，导热硅脂的涂刷工作十分重要。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中，基本是以设计导热硅脂涂刷治具为主，例如使用钢网治具、刮刀等进行涂刷，都需要人工操作，容易造成导热硅脂厚度分布不均匀，产品品质不一致，而且人工涂刷效率低下，影响生产效率。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种导热介质自动涂刷装置，能够自动完成导热介质的涂刷，从而可消除人工涂刷的不确定性，保证导热硅脂涂刷厚度的均匀性与一致性，提高产品质量与可靠性；同时，自动化涂刷还可节省劳动力，并有利于提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种导热介质自动涂刷装置，包括：基体、升降平台、升降驱动机构、模块定位装置以及涂刷装置；所述升降平台安装在所述基体内，所述涂刷装置安装在所述升降平台上；所述模块定位装置设置在所述基体内，且位于所述升降平台下侧；所述升降平台连接所述升降驱动机构，并在所述升降驱动机构的驱动下靠近或者远离所述模块定位装置；所述涂刷装置用于在所述升降平台到达涂刷位置时，对所述模块定位装置上的待涂刷导热介质的模块涂刷导热介质。

本发明实施方式相对于现有技术而言，导热介质自动涂刷装置包括：基体、升降平台、升降驱动机构、模块定位装置以及涂刷装置，升降平台安装在基体内，涂刷装置安装在升降平台上，模块定位装置设置在升降平台下侧，升降平台连接升降驱动机构，并在升降驱动机构的驱动下靠近或者远离模块定位装置，涂刷装置用于在升降平台到达涂刷位置时，对模块定位装置上的待涂刷导热介质的模块涂刷导热介质，从而，操作人员仅需将待涂刷导热介质的模块放置在模块定位装置上进行定位，然后触发升降驱动机构自动驱动升降平台带动涂刷装置向模块运动，涂刷装置在到达涂刷位置时会自动对模块进行涂刷，涂刷完毕，升降驱动机构还可以带动涂刷装置远离模块，从而便于操作人员更换新的模块进行涂刷作业，因此，本实施方式能够自动完成导热介质的涂刷，从而可避免人工涂刷，消除人工涂刷的不确定性，保证导热硅脂涂刷厚度的均匀性与一致性，提高产品质量与可靠性；同时，自动化涂刷还可节省劳动力，并有利于提高生产效率。

另外，所述涂刷装置包括：刮刀、刮刀驱动机构、涂刷网以及网框；所述涂刷网通过所述网框安装在所述升降平台的底面；所述刮刀以及刮刀驱动机构均安装在所述升降平台的上；所述升降平台上开设有涂刷口；所述刮刀位于所述涂刷口内，所述刮刀驱动机构用于驱动所述刮刀在所述涂刷网表面运动。

另外，所述涂刷网以及所述网框均可拆卸地安装在所述升降平台上。从而便于涂刷网的清理和更换。

另外，所述涂刷网的中心形成与所述模块的涂刷表面对应的涂刷区域，所述涂刷区域用于配合所述刮刀将预定量的导热介质涂刷在所述涂刷表面。

另外，所述基体以及所述升降平台围成封闭腔；所述基体上开设有对应于所述刮刀的导热介质添加口；所述基体上滑动设置有用于打开或者关闭所述导热介质添加口的盖板。从而可防止导热介质快速变质。

另外，所述模块定位装置包括基座以及可拆卸地安装在所述基座顶部两端的托台；所述托台包括托台本体以及由所述托台本体向内延伸形成的定位台阶。从而可通过更换托台实现不同尺寸的模块的定位。

另外，所述升降驱动机构包括：气缸以及气缸控制系统；所述气缸的伸缩杆固定在所述升降平台上；所述气缸控制系统用于控制所述气缸伸缩杆的位移量。

另外，所述气缸的伸缩杆通过弹簧螺钉固定在所述升降平台，所述弹簧螺钉的弹簧位于所述弹簧螺钉的螺帽与所述升降平台的上表面之间。弹簧螺钉的弹簧起到缓冲作用，当模块表面不平时，弹簧自动调节涂刷网与模块之间的接触力，从而可以减少涂刷网磨损。

另外，所述导热介质自动涂刷装置还包括安全控制装置；所述安全控制装置包括：控制单元、第一操作按钮以及第二操作按钮；所述第一操作按钮与所述第二操作按钮的触点串联后连接所述控制单元，所述控制单元用于在检测到所述第一操作按钮以及所述第二操作按钮被同时按下时控制所述升降驱动机构与所述涂刷装置进行涂刷。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式导热介质自动涂刷装置的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式导热介质自动涂刷装置中涂刷装置的结构示意图；

图3是根据本发明第一实施方式导热介质自动涂刷装置中模块定位装置的结构示意图；

图4是根据本发明第一实施方式导热介质自动涂刷装置的涂刷装置中的涂刷网的安装结构示意图；

图5是根据本发明第一实施方式导热介质自动涂刷装置的升降驱动机构与升降平台的连接结构示意图；

图6是根据本发明第二实施方式导热介质自动涂刷装置的安全控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种导热介质自动涂刷装置，用于IGBT模块或者散热器等的导热介质的自动涂刷。其中，导热介质例如为导热硅脂，本实施方式对于导热介质不作具体限制。

请参阅图1，本实施方式的导热介质自动涂刷装置包括：基体1、升降平台2、升降驱动机构3、模块定位装置4以及涂刷装置5。升降平台2安装在基体1内，涂刷装置5安装在升降平台2上，模块定位装置4设置在基体1内，且位于升降平台2下侧。升降平台2连接升降驱动机构3，并在升降驱动机构的驱动下靠近或者远离模块定位装置4，涂刷装置5用于在升降平台2到达涂刷位置时，对模块定位装置4上的待涂刷导热介质的模块6涂刷导热介质。通过采用本实施方式的导热介质自动涂刷装置，使得操作人员仅需将待涂刷导热介质的模块放置在模块定位装置上进行定位，然后触发升降驱动机构自动驱动升降平台带动涂刷装置向模块运动，涂刷装置在到达涂刷位置时会自动对模块进行涂刷，涂刷完毕，升降驱动机构还可以驱动升降平台带动涂刷装置远离涂刷完成的模块，从而便于操作人员更换新的模块进行涂刷作业，因此，本实施方式能够自动完成导热介质的涂刷，从而可避免人工涂刷，消除人工涂刷的不确定性，保证导热硅脂涂刷厚度的均匀性与一致性，提高产品质量与可靠性；同时，自动化涂刷还可节省劳动力，并有利于提高生产效率。下面对本实施方式的导热介质自动涂刷装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

请参阅图2、图3以及图4，在一个实施例中，涂刷装置5具体包括：刮刀50、刮刀驱动机构51、涂刷网52以及网框53。刮刀驱动机构51具体包括直线电机510、导轨511、滑轮(图未示)以及限位器512。直线电机510以及导轨511均安装在升降平台2上，导轨511以及直线电机510分别设置在刮刀50的两端，滑轮设置在刮刀的一端，且与导轨511配合支撑刮刀50，直线电机510用于驱动刮刀50做往复直线运动，因此，当直线电机510通过驱动刮刀50的一端从而带动刮刀50运动时，刮刀50的另一端通过滑轮与导轨511配合，并在导轨511上滚动，从而使得刮刀50的两端分别在直线电机510的驱动以及滑轮的支撑下平衡地做直线运动。直线电机的具体结构为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。刮刀驱动机构不限于上述结构，例如还可以通过两个直线电机同时驱动刮刀的两端，从而带动刮刀做直线往复运动，应当理解，刮刀驱动机构还可以采用本领域技术人员知晓的常规的直线往复驱动机构，只要能够带动刮刀按照设计的路径做往复直线运动即可。限位器512安装在升降平台上，用于调整刮刀50的行程，通过调节刮刀50的行程，可以改变刮刀50涂刷导热介质的面积，从而可以满足不同模块的涂刷需求。需要说明的是，在实际应用中，可以通过调节直线电机510控制刮刀50的运动速度，从而使得刮刀的运动速度满足导热介质涂刷的需求。

本实施例中，刮刀50为截面呈方形的上下开口的柱形结构，因此，可以在刮刀50的柱形结构内存储导热介质，随着刮刀50做直线运动，导热介质不断落下，多余的导热介质会被刮刀的底部刮走，从而实现导热介质的涂刷。本实施方式对于刮刀的结构不做具体限制，只要能够实现导热介质的涂刷即可。本实施例中，刮刀50通过涂刷网52将导热介质涂刷在模块的表面。具体地，涂刷网52通过网框53安装在升降平台2的底面，升降平台2上开设有涂刷口，刮刀50位于涂刷口内，刮刀驱动机构51用于驱动刮刀50在涂刷网52表面运动。其中，当刮刀50以及涂刷网52安装在升降平台2上时，刮刀50底部与涂刷网52上表面之间的配合应当适合导热介质的涂刷，例如既能将涂刷网52上多余的导热介质刮走，又不会影响刮刀50的运动。升降驱动机构带动升降平台2下降至涂刷位置例如是指涂刷网52的下表面与待涂刷导热介质的模块的上表面轻微接触，但不会损坏涂刷网52。此时，刮刀驱动机构开始工作，并驱动刮刀50做往复直线运动，刮刀50的运动路径经过涂刷网52下的模块6，从而实现导热介质的涂刷。

其中，涂刷网52的中心形成与模块6的涂刷表面对应的涂刷区域521，涂刷区域521用于配合刮刀50将预定量的导热介质涂刷在模块6的涂刷表面。其中，涂刷网52上除涂刷区域521外的部分为薄形钢板结构，涂刷区域521为钢网，钢网为具有一定厚度的均匀的网孔状结构，网孔的形状可以根据实际需要确定，例如为正方形、平行四边形、圆形等，通过网孔的高度以及网孔的疏密分布可以控制导热介质的涂刷量，本实施方式对于涂刷区域的结构不作具体限制。本实施例中，涂刷区域521与模块6的涂刷表面对应，具体地，例如，涂刷区域521的形状与模块6的涂刷表面的形状相同，且涂刷区域521的大小应不小于模块6的涂刷表面的大小，因此，可以根据需要涂刷的模块6的涂刷表面的大小定制涂刷网52，使得涂刷网52的涂刷区域521与模块6的涂刷表面相适应。为了使得涂刷装置能够满足多种尺寸的模块的涂刷需求，刮刀50底部的开口宽度应大于预设宽度，刮刀50的开口宽度是指刮刀垂直于刮刀运动方向的长度。例如，刮刀50的底部开口的宽度为150mm(毫米)，从而可以满足市面上多种规格的IGBT模块以及散热器的涂刷。

作为优选，涂刷网52以及网框53均可拆卸地安装在升降平台2上，从而可以方便地将涂刷网52从升降平台上拆卸下来进行清理或者更换。具体地，网框52可以通过螺栓等安装在升降平台2上，其中，涂刷网52例如为矩形结构，涂刷网52的四个顶角位置处开孔，网框53为矩形框，且网框53的四个顶角位置开设有与涂刷网52对应的开孔，从而通过四个螺栓将网框53以及涂刷网52固定在升降平台2上，其中，网框53安装在涂刷网52的外侧，通过网框53可使涂刷网52的四周与升降平台2紧密贴合。本实施方式对于网框的安装方式不作具体限制，只要能够方便网框的安装与拆卸即可。

模块定位装置4用于将待涂刷的模块6定位在基体1内，从而使得模块6的涂刷表面与涂刷网52的涂刷区域对应，例如使得模块6的涂刷表面的中心与涂刷网52的涂刷区域的中心重合。请参阅图4，模块定位装置4具体包括：基座40以及可拆卸地安装在基座40顶部两端的托台41。其中，基座40例如通过若干个定位销定位在基体1内，两个托台41例如分别通过定位销安装在基座40上。基座40形成有模块容置腔，托台41用于托住模块6，从而使得不同大小的模块6均可通过基座40实现定位。具体地，托台41包括：托台本体410以及由托台本体410向内延伸形成的台阶411，这样，当将模块6放置在基座40上时，可以通过使用具有不同宽度的台阶411的托台41托住模块6，从而实现模块6的定位。由于模块定位装置整体为分体式结构，即分为托台41和基座40，因此，通过定制具有不同尺寸的托台41，即可使得不同尺寸的模块6得到定位，因此，在模块的尺寸发生变化时，不需要更换整个模块定位装置，从而可以减少浪费。由于基座40安装在基体1的特定位置上，从而使得模块6与基体1的相对位置固定，且由于涂刷网52与升降平台2的相对位置固定，因此，通过调节基座40的位置，即可使得模块6的涂刷表面与涂刷网52的涂刷区域重合，从而使得在刮刀50做往复直线运动时，刮刀50内的导热介质可以通过涂刷网52上的涂刷区域521均匀地涂刷在模块6上。在一些例子中，基座40还可以通过其他方式定位在基体1上，只要能够实现基座的定位，并方便调节基座的定位位置即可。

本实施方式中，升降驱动机构包括：气缸30、导柱31以及气缸控制系统(图未示)。其中，气缸的数目例如为2个，导柱的数目例如为4个。气缸30安装在基体1内，气缸30的伸缩杆固定在升降平台2的底面，导柱31垂直安装在基体1内，升降平台2套设在4个导柱31上，从而可保证升降平台2垂直上下运动。气缸的其他具体结构为本领域技术人员熟知，此处不再赘述。气缸控制系统用于控制气缸伸缩杆的位移量。其中，基体1侧面还安装有进气阀，从而通过快插接头外接通气软管，利用进气阀与压力表调节进气压力，控制气缸30的工作压力，使得导热介质涂刷时涂刷网52与散热器或IGBT模块贴合。本实施方式对于升降驱动机构不作具体限制，只要能够带动升降平台垂直升降即可。在一些例子中，为应对模块(例如散热器)表面不平整对涂刷网(即钢网)局部造成过大压力，降低钢网损坏风险，气缸30这样安装在升降平台2上：请参阅图5所示，气缸30的伸缩杆通过弹簧螺钉32安装在升降平台2，弹簧螺钉32的弹簧321位于弹簧螺钉的螺帽320与升降平台2的上表面之间。弹簧321起到缓冲作用，当模块表面不平时，弹簧能够自动调节涂刷网与模块之间的接触力，从而可以减少涂刷网磨损。

本实施方式中，基体1以及升降平台2围成封闭腔。基体1上(例如基体顶部)开设有对应于刮刀50的导热介质添加口10，基体1上滑动设置有用于打开或者关闭导热介质添加口的盖板11，其中，盖板11例如为透明结构。在工作时，操作人员打开基体顶部盖板11，倒入适量导热介质后，再滑动盖板11使得刮刀50封闭在基体1内，从而可以防止导热介质与空气接触发生反应或者被污染。需要说明的是，图1仅是为了便于观察基体1内部的结构，在实际应用中，刮刀50四周的基体1为封闭结构。

结合图1至图4，本实施例的导热介质自动涂刷装置的使用方法如下：初始状态下，升降平台2在升降驱动机构3的作用下升起，操作人员将待涂刷的模块6放置在托台上，按压基体1上的启动操作按钮，升降驱动装置自动带动升降平台2下降，下降到位后，即涂刷网52与模块6的表面贴合后，刮刀驱动机构自动带动刮刀做往复直线运动，刮刀内的导热介质通过涂刷网均匀地涂刷在模块表面，涂刷完成后，升降驱动装置自动带动升降平台升起，操作人员即可取出涂刷后的模块，并重复上述步骤继续对其他模块进行涂刷。

本实施方式与现有技术相比，通过气缸驱动升降平台升降实现涂刷网与模块的分离或者贴合，从而便于模块的涂刷或者更换，通过直线电机驱动刮刀做直线往复运动，从而使得刮刀能够自动通过涂刷网对模块进行涂刷。并且，由于涂刷网与升降平台可拆卸地连接，从而可以方便地清理或者更换涂刷网。因此，本实施方式不仅能够自动实现导热介质的涂刷，而且操作方便，结构简单、易于维护，从而可以提高导热介质的涂刷质量以及生产效率。

本发明的第二实施方式涉及一种导热介质自动涂刷装置。第二实施方式在第一实施方式的技术上做出改进，主要改进之处在于：在第二实施方式中，对导热介质自动涂刷装置的开启方式进行了改进，使得操作人员只有在同时按下两个以上操作按钮时，才能启动导热介质自动涂刷装置自动涂刷导热介质，从而可以防止由于人员误操作引起的装置的误动作。

本实施方式中，导热介质自动涂刷装置还包括安全控制装置。安全控制装置包括：控制单元70、第一操作按钮71、第二操作按钮72以及信号源73。第一操作按钮71与第二操作按钮72的触点串联后连接在控制单元70与信号源73之间，控制单元70用于在检测到第一操作按钮71以及第二操作按钮72被同时按下时控制升降驱动机构与涂刷装置进行涂刷。具体地，当第一操作按钮71以及第二操作按钮72被同时按下时，控制单元70接收到信号源73发出的信号，从而控制升降驱动机构与涂刷装置进行涂刷。本实施方式对于第一操作按钮71以及第二操作按钮72是否被同时按下的检测方式不作具体限制。

在一个例子中，导热硅脂自动涂刷装置还可以包括急停开关，从而在出现紧急情况时，通过按下急停开关，使得导热硅脂自动涂刷装置断电，从而起到保护作用。急停开关的设置方式为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

本实施方式与前述实施方式相比，进一步增加了装置的安全性，从而可以防止涂刷过程中的异常操作造成的错误涂刷或者装置的异常带来重大损失。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种导热介质自动涂刷装置，其特征在于，包括：基体、升降平台、升降驱动机构、模块定位装置以及涂刷装置；

所述升降平台安装在所述基体内，所述涂刷装置安装在所述升降平台上；

所述模块定位装置设置在所述基体内，且位于所述升降平台下侧；

所述升降平台连接所述升降驱动机构，并在所述升降驱动机构的驱动下靠近或者远离所述模块定位装置；

所述涂刷装置用于在所述升降平台到达涂刷位置时，对所述模块定位装置上的待涂刷导热介质的模块涂刷导热介质。

2.根据权利要求1所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述涂刷装置包括：刮刀、刮刀驱动机构、涂刷网以及网框；

所述涂刷网通过所述网框安装在所述升降平台的底面；

所述刮刀以及刮刀驱动机构均安装在所述升降平台上；

所述升降平台上开设有涂刷口；

所述刮刀位于所述涂刷口内，所述刮刀驱动机构用于驱动所述刮刀在所述涂刷网表面运动。

3.根据权利要求2所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述涂刷网以及所述网框均可拆卸地安装在所述升降平台上。

4.根据权利要求2或3所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述涂刷网的中心形成与所述模块的涂刷表面对应的涂刷区域，所述涂刷区域用于配合所述刮刀将预定量的导热介质涂刷在所述涂刷表面。

5.根据权利要求2所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述刮刀驱动机构包括：直线电机、导轨、滑轮以及限位器；

所述直线电机以及导轨均安装在所述升降平台上；

所述导轨以及所述直线电机分别设置在所述刮刀的两端；

所述直线电机用于驱动所述刮刀做往复直线运动；

所述滑轮设置在所述刮刀的一端，且与所述导轨配合支撑所述刮刀；

所述限位器安装在所述升降平台上，并用于调整所述刮刀的行程。

6.根据权利要求2所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述基体以及所述升降平台围成封闭腔；所述基体上开设有对应于所述刮刀的导热介质添加口；

所述基体上滑动设置有用于打开或者关闭所述导热介质添加口的盖板。

7.根据权利要求1所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述模块定位装置包括基座以及可拆卸地安装在所述基座顶部两端的托台；

所述托台包括托台本体以及由所述托台本体向内延伸形成的定位台阶。

8.根据权利要求1所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括：气缸以及气缸控制系统；

所述气缸的伸缩杆固定在所述升降平台上；

所述气缸控制系统用于控制所述气缸伸缩杆的位移量。

9.根据权利要求8所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述气缸的伸缩杆通过弹簧螺钉安装在所述升降平台，所述弹簧螺钉的弹簧位于所述弹簧螺钉的螺帽与所述升降平台的上表面之间。

10.根据权利要求1所述的导热介质自动涂刷装置，其特征在于，所述导热介质自动涂刷装置还包括安全控制装置；

所述安全控制装置包括：控制单元、第一操作按钮以及第二操作按钮；

所述第一操作按钮与所述第二操作按钮的触点串联后连接所述控制单元，所述控制单元用于在检测到所述第一操作按钮以及所述第二操作按钮被同时按下时控制所述升降驱动机构与所述涂刷装置进行涂刷。