CN115361799A - 一种功率模块组装的方法、装置、系统及储存介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功率模块组装的方法、装置、系统及储存介质，用于提高点锡膏的效率，提高功率模块的组装效率。本申请包括：控制点胶设备在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点；控制第一抓手设备将PCB板穿过所述模块盒的引针并盖在所述胶点上；控制点锡膏设备在所述模块盒的第二预设位置、所述PCB板及所述引针与所述PCB板的交错位置点上锡膏，形成锡膏点；控制第二抓手设备将传感器盖在所述PCB板的锡膏点上，将焊片盖在所述第二预设位置的锡膏点上；控制所述点锡膏设备将锡膏点在所述焊片上；控制第三抓手设备将芯片盖在所述焊片上，从而形成功率模块。

Description

一种功率模块组装的方法、装置、系统及储存介质

技术领域

本申请涉及电子器件装配技术领域，尤其涉及一种功率模块组装的方法、装置、系统及储存介质。

背景技术

功率模块是功率电力电子器件按一定的功能组合再灌封成一个模块。功率模块上设置有电路板，电路板与其他电子器件连接时常常使用焊锡、锡膏等连接物质，而功率模块上还设置有引针，引针需要与电路板进行电连接，所以，在引针上也同样设置有焊锡、锡膏。

现有的功率模块常通过人工进行组装，在组装过程中，组装人员将电路板及各电子器件按照预设顺序及预设位置进行摆放，然后将连接物质设置在电路板及各电子器件的连接位置，形成焊锡点，焊锡点能够稳定连接各电子器件，还能使得各电子器件之间相互的导电性能。

然而，由于功率模块上需要进行焊锡连接的位置较多，通过人工进行焊锡、锡膏处理需要逐一进行，且存在焊锡点大小不一的情况，此时需要工人重新返工，从而花费了大量的时间，导致功率模块的组装效率慢。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种功率模块组装的方法、装置、系统及储存介质，使得功率模块的组装效率提高，提高点锡膏的效率。

本申请第一方面提供了一种功率模块组装的方法，包括：

控制点胶设备在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点；

控制第一抓手设备将PCB板穿过所述模块盒的引针并盖在所述胶点上；

控制点锡膏设备在所述模块盒的第二预设位置、所述PCB板及所述引针与所述PCB板的交错位置点上锡膏，形成锡膏点；

控制第二抓手设备将传感器盖在所述PCB板的锡膏点上，将焊片盖在所述第二预设位置的锡膏点上；

控制所述点锡膏设备将锡膏点在所述焊片上；

控制第三抓手设备将芯片盖在所述焊片上，从而形成功率模块。

可选的，在所述点锡膏设备进行点锡膏并形成锡膏点后，所述方法还包括：

控制检测设备检测所述锡膏点是否合格，若不合格，则将所述托盘输送至人工处理区。

可选的，所述控制检测设备检测所述锡膏点是否合格包括：

控制所述检测设备获取所述锡膏点的图像，并将所述图像与预设图像进行比对，当所述图像与所述预设图像不匹配时，则判定所述锡膏点为不合格。

可选的，所述检测设备获取所述锡膏点的图像包括：

控制所述检测设备通过高清摄像头获取所述锡膏点的图像。

可选的，在所述控制点胶设备在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶之前，所述方法还包括：

控制扫描设备对所述托盘进行扫描登记。

可选的，所述控制第三抓手设备将芯片盖在所述焊片上包括：

所述第三抓手设备通过吸头吸附的方式吸住所述芯片，并将所述芯片盖在所述焊片上。

可选的，在所述形成功率模块后，所述方法还包括：

控制输送设备将所述托盘及所述功率模块输送至成品区中存放。

本申请第二方面提供了一种功率模块组装的系统，包括：

点胶设备，用于在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点；

第一抓手设备，用于将PCB板穿过所述模块盒的引针并盖在所述胶点上；

点锡膏设备，用于在所述模块盒的第二预设位置、所述PCB板及所述引针与所述PCB板的交错位置点上锡膏，形成锡膏点；

第二抓手设备，用于将传感器盖在所述PCB板的锡膏点上，将焊片盖在所述第二预设位置的锡膏点上；

所述点锡膏设备还用于将锡膏点在所述焊片上；

第三抓手设备，用于将芯片盖在所述焊片上，从而形成功率模块。

可选的，所述系统还包括：

检测设备，用于检测所述锡膏点是否合格，若不合格，则将所述托盘输送至人工处理区。

可选的，所述检测设备具体用于获取所述锡膏点的图像，并将所述图像与预设图像进行比对，当所述图像与所述预设图像不匹配时，则判定所述锡膏点为不合格。

可选的，所述检测设备具体还用于通过高清摄像头获取所述锡膏点的图像。

可选的，所述系统还包括：

扫描设备，用于对所述托盘进行扫描登记。

可选的，所述第三抓手设备具体用于通过吸头吸附的方式吸住所述芯片，并将所述芯片盖在所述焊片上。

可选的，所述系统还包括：

输送设备，用于将所述托盘及所述功率模块输送至成品区中存放

本申请第三方面提供了一种功率模块组装的装置，包括：

中央处理器，存储器，输入输出接口，有线或无线网络接口以及电源；

所述存储器为短暂存储存储器或持久存储存储器；

所述中央处理器配置为与所述存储器通信，并执行所述存储器中的指令操作以执行第一方面以及第一方面的可选方式中的任意一种所述的方式。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面以及第一方面的可选方式中的任意一种所述的方式。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下效果：

通过点胶设备点固化胶、通过点锡膏设备点锡膏，通过点锡膏设备完成锡膏的焊锡连接，点锡膏设备每次挤出的锡膏的量均匀，能够保证每个焊锡点的大小相同，此时能够减少返工的时间，从而提高组装效率；其次，点锡膏设备能够在功率模块上同时进行多个位置焊锡连接，相比现有人工逐一处理，提高了焊锡效率，从而提高了组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种功率模块组装的方法的一个流程示意图；

图2为本申请一种功率模块组装的系统的一个示意图；

图3为本申请一种功率模块组装的装置的一个示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种一种功率模块组装的方法、装置、系统及储存介质，用于替代现有人工组装功率模块的过程，自动化进行点锡膏，提高在功率模块上点锡膏的速度，提高功率模块的组装效率。

需要说明的是，本申请提供的一种功率模块组装的方法，可以应用于终端也可以应用于系统，还可以应用于服务器上，为方便阐述，本申请中以系统为执行主体进行举例说明。

请参阅图1，图1是本申请提供的一种功率模块组装的方法的一个实施例的一个示意图，该方法包括：

101、系统控制点胶设备在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点。

模块盒是功率模块的底板，当在模块盒上依次装配上零件后，形成完整的功率模块，此处的零件包括PCB板、传感器、焊片、芯片等。模块盒先是固定在托盘上，通过托盘固定模块盒，以及通过托盘控制模块盒的位置。

点胶设备用于点胶，点胶是固化胶从点胶设备中被挤出在模块盒上的过程，固化胶被挤到模块盒上时，形成一个个固化胶的点，称为胶点。

在模块盒上需要安装零件，所以，而零件需要与模块盒固定连接，在本实施例中，系统控制点胶设备在模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点，通过固化胶实现零件与模块盒的固定连接；实际的，首先将托盘运输至点胶设备的工作范围内，此时，系统控制点胶设备对齐模块盒的第一预设位置，然后点胶设备在该第一预设位置上点胶，形成胶点。另外，第一预设位置处于模块盒上，是模块盒上安装第一个零件的位置，在本申请中，安装的第一个零件是PCB板，所以，第一预设位置是模块盒上对应PCB板的位置。

102、系统控制第一抓手设备将PCB板穿过所述模块盒的引针并盖在胶点上。

模块盒上的胶点是用来将PCB板固定在模块盒上的，在系统控制点胶设备进行点胶后，系统接着控制第一抓手设备将PCB板对齐步骤101中的第一预设位置，使得PCB板盖在胶点上，实现PCB板与模块盒的贴合固定。

模块盒上预先设置有引针，在PCB板上具有与该引针位置对齐的穿孔，在装配PCB板时，第一抓手设备需要将PCB板上的穿孔对齐引针，然后才将PCB板与模块盒贴合固定，引针用于PCB板与模块盒外界的电连接。

系统控制第一抓手设备将PCB板抓起，并放置在模块盒上，在一种可实现的方式中，第一抓手设备可以通过吸盘吸附的方式抓取PCB板，也可以通过机械夹住的方式抓取PCB板，在本实施例中，不对第一抓手设备的抓取方式进行限定，以实际可实现的为准。

103、系统控制点锡膏设备在模块盒的第二预设位置、PCB板及引针与PCB板的交错位置点上锡膏，形成锡膏点。

锡膏具有导电性，在冷却时也具有一定的硬度，通过在模块盒上的三个位置上进行点锡膏，方便后续零件的连接固定；点锡膏设备上设置有点锡膏头，在点锡膏设备挤出锡膏时，点锡膏头会将锡膏分散，从多条通道挤出，该多条通道与待点锡膏的位置相对应，例如，本实施例中的引针具有11根，所以使用的点锡膏头则有11条通道，通过11条通道对齐引针，并同时挤出锡膏在引针与PCB板的交错位置上，实现快速点锡膏的效果。

通过点锡膏设备进行点锡膏，从点锡膏头挤出的锡膏的量均匀，减少了由人工点锡膏所花费的时间，减少人工点锡膏中出现形状不一的情况，另外需要说明的是，点锡膏的过程与上述步骤101中的点胶过程类似，此处不在赘述。

104、系统控制第二抓手设备将传感器盖PCB板的锡膏点上，将焊片盖在第二预设位置的锡膏点上。

传感器与焊片是组成功率模块的另外零件，在本实施例中，传感器将组装在PCB板上，焊片则组装在模块盒的第二预设位置上，实际的，在传感器中设置有输入端引脚及输出端引脚在将传感器盖在锡膏点上时，传感器的引脚与锡膏点连接固定；焊片则是完全覆盖住锡膏点，待锡膏冷却后，便能将焊片与模块盒固定连接。

在本实施例中，系统控制第二抓手设备时，可以控制第二抓手设备同时抓取传感器及焊片，也可以分开抓取，可以理解的是，第二抓手设备与上述第一抓手设备的抓取方式类似，此处也不进行赘述。

105、系统控制点锡膏设备将锡膏点在焊片上。

在本实施例中，系统再次控制点锡膏设备将锡膏点在焊片上，焊片已经固定在模块盒的第二预设位置上，焊片用于装配芯片，在装配芯片之前，将锡膏点在焊片上，实现焊片与芯片的固定连接及电连接。

系统控制点锡膏设备时，先控制点锡膏设备对齐焊片的位置，然后通过点锡膏在焊片上挤出预设量的锡膏，完成点锡膏的过程。

106、系统控制第三抓手设备将芯片盖在焊片上，从而形成功率模块。

当系统控制点锡膏设备在焊片上点上锡膏后，系统接着控制第三抓手设备将芯片盖在焊片上，此时芯片将焊片上的锡膏点完全覆盖。通过上述步骤将零件全部固定连接在模块盒上后，便形成了完整的功率模块。

可选的，在一种可实现的方式中，系统控制第三抓手设备通过吸头吸附的方式抓取芯片，芯片的一个表面光滑，第三抓手设备上设置有吸头，吸头与芯片接触，通过吸力将芯片吸附在吸头上，实现芯片的抓取；由于芯片的较为脆弱，为防止芯片的损坏，所在在抓取的过程中应将第三抓手设备的吸力保持在一定的范围中，第三抓手设备上设置有音圈电机，通过音圈电机控制吸头的压力，且第三抓手设备上具有压力监控功能，当吸取和摆放芯片的过程中压力大于预设值，第三抓取设备上的吸头自动松开，从而能够减少由于吸头压力过大对芯片造成损坏的情况。

另外，第三抓取设备也可以通过夹取的方式抓取芯片。

本实施例中，通过控制点胶设备在模块盒上点固化胶、控制点锡膏设备点上锡膏，点锡膏设备每次挤出的锡膏的量是均匀的，所以能够保证每个焊锡点的大小相同，从而减少出现返工的情况，提高提高组装效率；其次，点锡膏设备能够在功率模块上同时进行多个位置焊锡连接，相比现有人工逐一处理，提高了点锡膏的效率，从而进一步提高了功率模块的组装效率。另外，通过本申请的组装方法，实现了自动化组装，减少了人工的参与，进而减少了人力成本。

可选的，在点锡膏设备进行点锡膏并形成锡膏点之后，系统控制检测设备检测锡膏点是否合格，若不合格，则将托盘输送合资人工处理区。实际的，在系统控制点锡膏设备进行点锡膏处理后，系统控制检测设备对点锡膏设备所形成的锡膏点进行检测，通过检测能够识别出锡膏点是否合格，若锡膏点是合格的，则继续对模块盒3进行下一步的处理，若锡膏点不及格，则将托盘2及模块盒3运输至人工处理区进行人工的返工处理。

锡膏点不合格的情况包括多锡、少锡、漏锡，在本实施例中，通过检测设备206对锡膏点进行检测，能够及时发现不合格的锡膏点，从而避免出现锡膏点不及格的功率模块，减少功率模块的残次品；其次，对不合格的锡膏点输送至人工处理区，通过人工及时对不及格的锡膏点进行修复，减少模块盒及零件的浪费。

可选的，在一种可实现的方式中，检测设备具体用于获取锡膏点的图像，并将该图像与预设图像进行比对，但该图像与预设图像不匹配时，则判定锡膏点是不合格的。实际的，检测设备通过图像比对的方式判断锡膏点是否合格，检测设备可以预先存储有预设图像，该预设图像是锡膏点合格时所拍摄的图像，然后检测设备实时获取模块盒上的刚点上的锡膏点的图像，然后检测设备将该图像与预设图像比对，在该图像与预设图像的相似度超过预设范围时，则判定该图像对应的锡膏点是合格的；在该图像与预设图像的相似度小于预设范围时，则判定该图像对应的锡膏点是不合格的。

可以理解的是，预设图像也可以预先存储在系统上，系统控制检测设备获取锡膏点的图像后，系统自行比对该图像与预设图像，并判断该锡膏点是否合格。

可选的，检测设备获取图像的方式为：系统控制检测设备通过高清摄像头获取锡膏点的图像。在检测设备上设置有高清摄像头，高清摄像头的拍摄通过系统控制，在锡膏点形成后，高清摄像头才开始进行拍摄。

可选的，在系统控制点胶设备在模块盒的第一预设位置点上固化胶之前，系统还控制扫描设备对用于放置模块盒的托盘进行扫描登记。实际的，托盘上设置有记录码，该记录码与托盘及模块盒绑定，该记录码可以是条形码、也可以是二维码，在本实施例中，不对记录码进行具体限定，以实际可实现的为准。进一步的，系统在控制点胶设备之前，先控制扫描设备对托盘进行扫描登记，将托盘上的功率模块的组装信息进行登记记录，组装信息包括组装时间、组装使用的零件的批次、使用固化胶及锡膏的批次等。通过对功率模块的组装信息的登记，实现后续对该功率模块的可追溯性。

可选的，在形成完整的功率模块之后，系统控制输送设备将托盘及功率模块输送至成品区中存放。成品区用于存放完整的功率模块，功率模块仍在托盘上，所以，系统控制输送设备将托盘一起输送至成品区。

请参阅图2，图2是本申请提供的一种功率模块组装的系统的一个实施例的一个示意图，该系统包括：

点胶设备，用于在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点；

第一抓手设备，用于将PCB板穿过模块盒上的引针，并盖在胶点上；

点锡膏设备，用于在模块盒的第二预设位置、PCB板及引针与PCB板的交错位置上均点上锡膏，形成锡膏点；

第二抓手设备，用于将传感器盖在PCB板的锡膏点上，将焊片盖在第二预设位置的锡膏点上；

点锡膏设备还用于将锡膏点在焊片上；

第三抓手设备，用于将芯片盖在焊片上，从而形成功率模块。

在本实施例中，模块盒3放置在托盘2上，托盘2放在轨道1上，轨道1用于运输托盘2，托盘2在轨道1上运输时，系统首先控制点胶设备201在模块盒3上点上固化胶，然后控制第一抓手设备202将PCB板盖在固化胶上，接着控制点锡膏设备203在模块盒及PCB板上点上锡膏，再然后系统便控制第二抓手设备204将传感器装配在PCB板上，将焊片装配在模块盒3上，再接着系统继续控制点锡膏设备203在焊片上方点上锡膏，最后，系统控制第三抓手设备205将芯片盖在焊片上，此时便完成了功率模块的组装，形成完整的功率模块，这样，通过点锡膏设备进行点锡膏处理，能够减少出现焊锡点大小不一的情况，从而减少出现返工的情况，使得组装过程流畅，提高了功率模块的组装效率；其次，系统通过控制上述设备分别将零件装配在模块盒上，实现功率模块的自动化组装，提高了组装效率。

可选的，本申请的系统还包括有扫描设备207，扫描设备207用于对所述托盘进行扫描登记。模块盒3与托盘2在放上轨道1之前，系统先控制扫描设备207对托盘进行扫描登记，便于记录该从模块盒形成功率模块的过程，实现后续对功率模块的可追溯性。

可选的，本申请的系统还包括检测设备206，检测设备206用于检测锡膏点是否合格，若不合格，则将托盘2输送至人工处理区。该检测设备206在点锡膏设备203工作之后进行，实际的，在本申请中，系统在控制点锡膏设备203进行点锡膏之后，接着控制检测设备206进行锡膏点的检测。

可选的，本申请提供的系统还包括输送设备208，输送设备用于将托盘及功率模块输送至成品区中存放。

请参阅图3，图3是本申请提供的一种功率模块组装的装置的一个实施例的一个示意图，该装置包括：

中央处理器302，存储器301，输入输出接口303，有线或无线网络接口304以及电源305；

存储器3301为短暂存储存储器或持久存储存储器；

中央处理器302配置为与存储器301通信，并执行存储器301中的指令操作以执行前述图1所示实施例中的步骤。

本申请提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当该指令在计算机上运行时，使得计算机执行前述图1所示实施例中的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种功率模块组装的方法，其特征在于，包括：

控制点胶设备在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点；

控制第一抓手设备将PCB板穿过所述模块盒的引针并盖在所述胶点上；

控制点锡膏设备在所述模块盒的第二预设位置、所述PCB板及所述引针与所述PCB板的交错位置点上锡膏，形成锡膏点；

控制第二抓手设备将传感器盖在所述PCB板的锡膏点上，将焊片盖在所述第二预设位置的锡膏点上；

控制所述点锡膏设备将锡膏点在所述焊片上；

控制第三抓手设备将芯片盖在所述焊片上，从而形成功率模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述点锡膏设备进行点锡膏并形成锡膏点后，所述方法还包括：

控制检测设备检测所述锡膏点是否合格，若不合格，则将所述托盘输送至人工处理区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制检测设备检测所述锡膏点是否合格包括：

控制所述检测设备获取所述锡膏点的图像，并将所述图像与预设图像进行比对，当所述图像与所述预设图像不匹配时，则判定所述锡膏点为不合格。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述检测设备获取所述锡膏点的图像包括：

控制所述检测设备通过高清摄像头获取所述锡膏点的图像。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述控制点胶设备在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶之前，所述方法还包括：

控制扫描设备对所述托盘进行扫描登记。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制第三抓手设备将芯片盖在所述焊片上包括：

所述第三抓手设备通过吸头吸附的方式吸住所述芯片，并将所述芯片盖在所述焊片上。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述形成功率模块后，所述方法还包括：

控制输送设备将所述托盘及所述功率模块输送至成品区中存放。

8.一种功率模块组装的系统，其特征在于，包括：

点胶设备，用于在位于托盘上的模块盒的第一预设位置上点上固化胶，形成胶点；

第一抓手设备，用于将PCB板穿过所述模块盒的引针并盖在所述胶点上；

点锡膏设备，用于在所述模块盒的第二预设位置、所述PCB板及所述引针与所述PCB板的交错位置点上锡膏，形成锡膏点；

第二抓手设备，用于将传感器盖在所述PCB板的锡膏点上，将焊片盖在所述第二预设位置的锡膏点上；

所述点锡膏设备还用于将锡膏点在所述焊片上；

第三抓手设备，用于将芯片盖在所述焊片上，从而形成功率模块。

9.一种功率模块组装的装置，其特征在于，包括：

中央处理器，存储器，输入输出接口，有线或无线网络接口以及电源；

所述存储器为短暂存储存储器或持久存储存储器；

所述中央处理器配置为与所述存储器通信，并执行所述存储器中的指令操作以执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法。

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