JP2010017625A - 放熱媒体塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱媒体を放熱ユニットの所定の塗布領域に均一に塗布することのできる放熱媒体塗布装置を提供する。
【解決手段】放熱媒体塗布装置５０では、ベース１に、シャフト３を介して昇降フレーム２が取り付けられている。シャフト３には昇降フレーム用圧縮ばね２５が装着されている。昇降フレーム２の内側にマスク４が把持されている。マスク４には所定形状の開口部６が形成されている。昇降フレーム２にはリニアガイド７と、リニアガイド７にガイドされるスキージフレーム８が配設されている。スキージフレーム８にはスキージ１３が上下方向に移動可能に装着されて、スキージ１３の先端部がマスク４の上面に接触する。スキージフレーム８の上端部には、スキージ１３をマスクの側に押圧する加圧機構が設けられている。昇降フレーム２の下方には、放熱ユニットを搬送する放熱ユニット搬送路１１が配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱媒体塗布装置に関し、特に、放熱ユニットに対する放熱媒体の塗布を、マスクによるスクリーン印刷によって行う放熱媒体塗布装置に関するものである。

放熱ユニットに対して、グリースやコンパウンドなどの放熱媒体を塗布する手法として、メッシュ型マスクによるスクリーン印刷、ディスペンサ塗布、あるいは、刷毛塗りなど、クリームはんだ印刷またはコーティング剤の塗布において使用される方法を流用した手法が主流とされる。塗布された放熱媒体の塗り具合（品質）に関しては、たとえば、特許文献１にあるように、塗布作用を行う作業者の経験に依存するところが大きいとされる。
特開昭６４−１２５６１号公報 （第１−３頁、第１図、第３図）

しかしながら、従来の手法では、次のような問題点があった。メッシュ型マスクによるスクリーン印刷、ディスペンサ塗布、あるいは、刷毛塗りといった手法では、放熱ユニットに対して塗布される放熱媒体の厚さを定量的に管理することが難しく、また、放熱媒体の厚さは作業者の経験や感覚に頼るところが大きいため、所定の品質を安定に確保することは難しいとされた。特に、塗布された放熱媒体の厚さが均一でないと、電子部品等を実装した際に、不十分な放熱媒体の塗布によってすき間が生じ、これが、電子部品等の破損につながるといった問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱媒体を放熱ユニットの所定の塗布領域に均一に塗布することのできる放熱媒体塗布装置を提供することである。

本発明に係る放熱媒体塗布装置は、昇降フレームとシャフトと圧縮ばねとマスクとスキージと加圧機構とを備えている。昇降フレームは放熱ユニットの上方に配置され、上下方向に昇降可能とされる。シャフトは昇降フレームを支えている。圧縮ばねはシャフトに装着されている。マスクは、放熱ユニットと対向するように昇降フレームに把持され、所定形状の開口部が形成されている。スキージは、マスクに接触させながら移動させることにより、放熱媒体を開口部から放熱ユニットへ塗布する。加圧機構はスキージをマスクの側へ押圧する。

本発明に係る放熱媒体塗布装置によれば、一定の圧力をもってスキージをスライドさせることによって放熱媒体がマスクの開口部に充填される。これにより、放熱ユニットにおける所定の塗布領域の表面に、その表面に倣うように所定の厚さをもって放熱媒体を塗布することができる。また、マスクにより、放熱ユニットの所定の塗布領域に隙間なく一様に放熱媒体を塗布することができる。

実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る放熱媒体塗布装置について説明する。図１に示すように、放熱媒体塗布装置５０では、作業台に設置されたベース１に、シャフト３を介して昇降フレーム２が取り付けられている。そのシャフト３には、昇降フレーム用圧縮ばね２５が装着されている。昇降フレーム２は枠体とされ、その枠体の内側にマスク４が把持されている。マスク４には、所定の塗布領域に対応した所定形状の開口部６が形成されている。また、マスク４は、その上面と下面が開放されている。昇降フレーム２における、互いに対向する枠体の部分にはリニアガイド７が配設されている。また、昇降フレーム２には、リニアガイド７にガイドされるスキージフレーム８が配設されている。そのスキージフレーム８には、スキージ１３が上下方向に移動可能に装着されている。

図２に示すように、スキージフレーム８に対して上方からスキージ１３が嵌め込まれ、スキージ１３の先端部がマスク４（図１参照）の上面に接触する。また、図３に示すように、スキージフレーム８の上端部には、スキージ１３をマスクの側に押圧する加圧機構１６が設けられている。加圧機構１６として上部に固定蓋１４が取り付けられている。また、加圧機構１６として固定蓋１４の下部に、スキージ用圧縮ばね１５が取り付けられている。

一方、図１に示すように、昇降フレーム２の下方には、放熱ユニットを搬送する放熱ユニット搬送路１１が配設されている。放熱ユニット搬送路１１には、放熱ユニットをスライドさせるレール９と、放熱ユニットのスライド動作を止めるエンドストッパ１０が設けられている。

次に、上述した放熱媒体塗布装置の動作について説明する。まず、図４に示すように、放熱ユニット１８をエンドストッパ１０に当接することにより放熱ユニット１８のスライド動作が阻止される。そして、その放熱ユニット１８に放熱ユニット１９を接触させることにより放熱ユニット１９がマスク４に対して所定の位置に止められて、放熱ユニット１９の塗布領域について、マスク４との位置合わせが自動的に行われる。

次に、昇降可能とされた昇降フレーム２を下降させて、マスク４の下面を放熱ユニット１９に接触させる。このとき、シャフト３に装着された昇降フレーム用圧縮ばね２５の作用により、上下方向に移動可能なスキージ１３を除き、マスク４、昇降フレーム２、スキージフレーム８、加圧機構１６、リニアガイド７の自重が支えられているため、放熱ユニット１２には加重はほぼ掛からない。そして、スキージ１３は、スキージ用圧縮ばね１５が配設された固定蓋１４を備えた加圧機構１６よって、上方からマスク４の側に一定の圧力をもって押圧され、その状態が維持される。こうして、マスク４に対して位置合わせを行った放熱ユニット１９の表面に沿って、スキージ１３をマスク４の上面から押し当てることが可能となる。

次に、マスク４に対してスキージ１３に常に一定の荷重を与えながらスクリーン印刷を行う。スキージ１３をスライドさせて、マスク４上にある放熱媒体１７a（図１参照）を放熱ユニット１２の表面を露出したマスク４の開口部６に放熱媒体１７ａを充填することにより、放熱ユニット１９の所定の塗布領域の表面に放熱媒体１７ａが塗布される。その後、昇降フレーム２を上昇させる（図５参照）。なお、図４に示すように、放熱ユニット１８の表面には、上記のようにして、すでに放熱媒体１７ｂが塗布されている。

次に、図５に示すように、放熱媒体１７ｂが塗布された放熱ユニット１８が取り出される。次に、図６に示すように、新しい放熱ユニット２１をレール９に載置して、放熱ユニット１９がエンドストッパ１０に当接するまで、放熱ユニット２１，２０，１９をスライドさせる。その後、放熱ユニット１９に対して放熱媒体１７ｂを塗布したのと同じ要領で放熱ユニット２０に放熱媒体が塗布される。以下、同様の作業を繰り返すことによって、順次搬送される放熱ユニットの所定の塗布領域の表面に放熱媒体が塗布される。

上述した放熱媒体塗布装置５０では、マスクの下面を放熱ユニットに接触させた状態で、図７に示すように、一定の圧力をもってスキージ１３をスライドさせることによって放熱媒体がマスクの開口部６に充填される。また、昇降用圧縮ばね２５により、放熱ユニットに接触しているマスク４に圧力（プレッシャー）が掛からず、マスク４の変形を抑制することができる。これにより、図８に示すように、放熱ユニット１２における所定の塗布領域５の表面に、その表面に倣うように所定の厚さをもって放熱媒体１７ｂを塗布することができる。さらに、放熱媒体塗布装置の長寿命化を図ることができる。また、マスク４により、放熱ユニットの所定の塗布領域５に隙間なく一様に放熱媒体を塗布することができる。これにより、電子部品を実装する際に空気層が混入するのを防ぐことができ、また、製品の安全性を向上させることができる。

さらに、放熱ユニット搬送路１１に所定の位置から調整可能なエンドストッパ１０を設けたことにより、各放熱ユニット１２に放熱媒体を塗布する度にマスク４との位置合わせを行う必要がなくなり、また、放熱媒体の塗布作業を連続的に行うことができる。また、幅が異なる品種に対しても位置合わせを行うことができて、汎用性が高くなる。これにより、生産性を上げることができ、また、エネルギーの削減も図ることができる。

実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る放熱媒体塗布装置について説明する。この放熱媒体塗布装置では、図９に示すように、スキージとして、箱型スキージ２４が適用される。この箱型スキージ２４は、前述した放熱媒体塗布装置と同様に、スキージフレーム８に嵌め込まれることになる（図２参照）。

箱型スキージ２４は、容器２２とブレード２３からなる。容器２２は上部と下部が開口した箱状（筒状）とされる。ブレード２３は、容器２２の下部（開口端）に沿って設けられている。容器２２の内部には放熱媒体１７ａが充填されて、ブレード２３によって囲まれた領域（開口部分２３ａ）から流出可能とされる。

スキージフレーム８に嵌め込まれた箱型スキージ２４では、加圧機構１６によってブレード２３が上方からマスクの側に押圧されていることで、マスク４の開口部６が位置していない領域にブレード２３の開口部分が接触している状態では、ブレード２３から放熱媒体１７ａから漏れ出るようなことはない。

一方、容器２２の上部が開口しているので、ブレード２３の開口部分がマスク４の開口部６に平面的に重なるような状態（位置）では、容器２２に充填された放熱媒体１７ａは、重力によってブレード２３の開口部分からマスク４の開口部６へ流れ出ることが可能となる（図７参照）。

上述した放熱媒体塗布装置では、図７に示す要領と同様にして、マスク４の開口部６に向かって放熱媒体塗布装置の手前、または、奥方向に向かって箱型スキージを移動させことによって、容器２２に充填された放熱媒体１７ａはマスク４の開口部６以外の部分では流出することなく、マスク４の開口部６において流出することで、開口部６に位置する放熱ユニットの表面に放熱媒体１７ａを塗布することができる。

この放熱媒体塗布装置では、箱型スキージ２４の容器２２が放熱媒体１７ａを収容する容器を兼ねていることになる。これにより、放熱媒体を供給するためのディスペンサ等の付加的な放熱媒体の供給機構が不要となる。また、箱型スキージ２４とリニアガイド７により放熱媒体を塗布する際に、箱型スキージ２４の移動方向性は不問となるので、放熱媒体を塗布する工程の作業性を向上させて生産性を上げることができる。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に係る放熱媒体塗布装置の斜視図である。 同実施の形態において、スキージフレームとスキージを示す部分拡大斜視図である。 同実施の形態において、加圧機構、スキージフレームおよびスキージを示す部分拡大斜視図である。 同実施の形態において、放熱媒体塗布装置の動作を説明するための第１の状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図４に示す状態の後の第２の状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図５に示す状態の後の第３の状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、放熱媒体塗布装置の作用効果を説明するための第１の部分斜視図である。 同実施の形態において、放熱媒体塗布装置の作用効果を説明するための第２の部分斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る放熱媒体塗布装置に適用される小型スキージの拡大斜視図である。

符号の説明

１ ベース、２ 昇降フレーム、３ シャフト、４ マスク、５ 塗布領域、６ 開口部、７ リニアガイド、８ スキージフレーム、９ レール、１０ エンドストッパ、１１ 放熱ユニット搬送路、１２ 放熱ユニット、１３ スキージ、１４ 固定蓋、１５ スキージ用圧縮ばね、１６ 加圧機構、１７a 放熱媒体、１７b 放熱媒体、２２ 容器、２３ ブレード、２４ 箱型スキージ、２５ 昇降フレーム用圧縮ばね、５０ 放熱媒体塗布装置。

Claims (3)

1. 放熱ユニットの上方に配置され、上下方向に昇降可能とされた昇降フレームと、
   前記昇降フレームを支えるシャフトと、
   前記シャフトに装着されている圧縮ばねと、
   前記放熱ユニットと対向するように前記昇降フレームに把持され、所定形状の開口部が形成されたマスクと、
   前記マスクに接触させながら移動させることにより、放熱媒体を前記開口部から前記放熱ユニットへ塗布するスキージと、
   前記スキージを前記マスクの側へ押圧する加圧機構と
   を備えた、放熱媒体塗布装置。
2. 前記スキージは、
   前記マスクが位置する側が開放端とされて、放熱媒体が充填される箱状体と、
   前記箱状体における前記開放端に設けられ、前記マスクに接触するブレードと
   を含む、請求項１記載の放熱媒体塗布装置。
3. 前記昇降フレームの下方に配設され、前記放熱ユニットをスライド可能に載置するレールと、
   前記レールの所定の位置に配設され、前記放熱ユニットのスライド動作を前記マスクに対して所定の位置において止めるストッパと
   を備えた、請求項１または２に記載の放熱媒体塗布装置。

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