TWI835340B - 散熱膏自動切料貼附裝置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一種散熱膏自動切料貼附裝置及其使用方法，該裝置包括機械臂以及切割貼附機構；機械臂與切割貼附機構連接，用於驅動切割貼附機構在切割位以及貼附位往返移動；切割貼附機構包括連接架、驅動單元、限位單元、吸附單元以及切割單元；驅動單元的輸出端與連接架連接，用於驅動連接架沿切割方向運動；限位單元以及吸附單元安裝於連接架上；切割單元套設於吸附單元外，用於切割散熱膏；吸附單元用於在切割單元切割散熱膏後，對切割的散熱膏進行吸附；限位單元用於在切割單元切割散熱膏時，對切割單元進行限位，本發明的散熱膏自動切料貼附裝置及其使用方法，能提高加工效率，降低工作強度，也能減小散熱膏的損壞機率。

Description

散熱膏自動切料貼附裝置及其使用方法

一種切割貼附裝置及其使用方法，尤其是指一種散熱膏自動切料貼附裝置及其使用方法。

散熱膏(Thermal Pad)也稱為導熱膏，是一種導熱性良好(但多半不導電)的膏狀物質，一般會用在散熱片以及熱源(例如高功率的半導體元件)的接觸面上。散熱膏的主要作用是去除接觸面部位的空氣或是間隙(空氣導熱性不佳)，以讓熱傳導量可以增到最大。

在智慧終端機產品的生產製造過程中，都會使用到散熱膏來幫助器件散熱。如「第1圖」所示的散熱膏32，上表面黏接有分離膜33，下表面黏接有底膜34。為了方便製造工廠加工使用，現有的散熱膏32在來料時，就已經經過初加工，將散熱膏32切割成小塊，在需要使用時，作業員將小塊的分離膜33從散熱膏32上剝離，再將散熱膏32從底膜34上剝離，最後將散熱膏32黏貼在貼附位需要黏貼的位置。

雖然，該技術方案將散熱膏32切割成了小塊，方便使用，然而，該技術方案還存在以下缺點：1、由於在使用時，是透過人工將切割成小塊的 分離膜33，從散熱膏32的表面剝掉，導致工作強度大，工作效率低；2、由於在人工剝離分離膜33的過程中，容易損壞散熱膏32，造成材料浪費，從而增加了成本；3、散熱膏32在切割成小塊之後，售價貴，原料成本高。

本發明意在提供一種散熱膏自動切料貼附裝置及其使用方法，以提高工作效率，降低工作強度，同時，減小了散熱膏的損壞機率。

為達到上述目的，本發明採用如下技術方案：散熱膏自動切料貼附裝置包括機械臂以及切割貼附機構；機械臂與切割貼附機構連接，用於驅動切割貼附機構在切割位以及貼附位往返移動；切割貼附機構包括連接架、驅動單元、限位單元、吸附單元以及切割單元；驅動單元的輸出端與連接架連接，用於驅動連接架沿切割方向運動；限位單元、吸附單元安裝於連接架上；切割單元套設於吸附單元外，用於切割散熱膏；吸附單元用於在切割單元切割散熱膏後，對切割的散熱膏進行吸附；限位單元用於在切割單元切割散熱膏時，對切割單元進行限位。

本方案的有益效果為：當需要切割整張未經切割加工的散熱膏時，借助操作台，先將散熱膏的底膜朝下，平鋪在操作台上，再用手剝離散熱膏表面的分離膜。將切割單元對準需要切割的散熱膏，機械臂帶動切割貼附機構移動至切割位，驅動單元驅動連接架沿著切割方向向下移動，帶動切割單元向下移動，將散熱膏切下；然後吸附單元吸附切割的散熱膏，限位單元對切割單元進行限位；接下來驅動單元驅動連接架，帶動切割單元沿切割方向遠離散熱膏方向向上移動；然後機械臂帶動切割貼附機構移動至黏貼位；驅動單元驅 動連接架，帶動吸附機構將散熱膏黏貼於產品上，最後驅動機構復位，限位單元復位，機械臂帶動切割貼附機構重新移動至下一切割位完成新一輪作業。

由於該技術方案所用的原料是未經切割加工的散熱膏，由於對整張散熱膏進行二次切割加工，會增加加工工序，增加加工成本。因此，該技術方案具有減少加工工序，節約成本的優勢；而在面對“散熱膏切割”的技術問題時，在現有技術的基礎上，本領域技術人員合乎邏輯的分析、推理為“將散熱膏以及分離膜先切割成小塊，再將每小塊散熱膏上的分離膜逐一剝離”，這個認知習慣阻礙了人們對該領域的研究以及開發。

由於在切割散熱膏時，是將整張分離膜一次性剝離散熱膏的表面，從而降低了工作強度，提高了工作效率，同時減小了散熱膏的損壞機率。

進一步的，驅動單元包括支撐座、滑塊、支撐塊以及第一驅動件，支撐座的頂部與機械臂的輸出端轉動連接，第一驅動件固定在支撐座的側面，滑塊包括固定連接的第一水平部以及第一垂直部，第一驅動件的輸出軸與第一水平部固定連接，第一垂直部與支撐塊固定連接，連接架與支撐塊固定連接。

進一步的，限位單元包括第二驅動件以及限位塊，第二驅動件固定在連接架上，限位塊固定在第二驅動件的輸出軸上，限位塊用於對切割框進行限位。

進一步的，吸附單元包括吸盤、吸盤底座以及抽吸設備；吸盤底座安裝於連接架上，其設有容納吸盤透過的第一通孔，吸盤穿過第一通孔與抽吸設備連通。

進一步的，切割單元包括切割框以及固定座，切割框設於固定座下方；固定座內設有第二通孔，固定座透過第二通孔套設於吸盤上，固定座與 吸盤之間沿第二通孔軸向方向運動；固定座與吸盤底座之間設有彈性件；當切割框切割散熱膏時，彈性件被壓縮，第二驅動件驅動限位塊對切割框進行限位；當散熱膏完成黏貼後，第二驅動件驅動限位塊復位，彈性件釋放彈性勢能將切割框復位。

進一步的，限位塊包括固定連接的第二水平部以及第二垂直部，第二垂直部與第二驅動件的輸出軸固定連接，第二水平部上開有U型槽，第二水平部能對固定座限位。

本方案的有益效果為：U型槽將第二水平部分為兩部分，使得第二水平部能夠對固定座限位，使得切割框更加穩定，不易晃動，當切割框不穩定時，切割框的晃動，會與吸盤本體上吸附的散熱膏摩擦，使得散熱膏容易脫落。

進一步的，第二水平部與固定座接觸的面為倒圓角設計。

本方案的有益效果為：防止第二水平部劃傷固定座。

進一步的，切割框的橫截面為矩形狀，且底部的橫截面面積小於頂部的橫截面面積。

本方案的有益效果為：與切割框本體底部以及上部的橫截面面積相等對比，當底部以及上部的橫截面面積相等時，在切割散熱膏時，切割框邊框的底部與散熱膏面接觸，當施加相同的壓力時，面接觸產生的壓強比較小，使得散熱膏的切割面不光滑，然而，當切割框本體底部的橫截面面積小於上部的橫截面面積時，切割框的底部為傾斜設置的，在切割散熱膏時，切割框底部的邊框與散熱膏線接觸，在相同的壓力下，產生的壓強比較大，使得散熱膏的切割面比較光滑平整。

本發明還提供了一種散熱膏自動切料貼附裝置的使用方法，該方法包括以下步驟：S1：機械臂帶動切割貼附機構移動至切割位；S2：切割貼附機構中的驅動單元驅動連接架，帶動切割單元沿切割方向切割散熱膏；S3：吸附單元吸附切割的散熱膏；S4限位單元對切割單元進行限位；S5：機械臂帶動切割貼附機構移動至黏貼位；S6：驅動單元驅動連接架，帶動吸附機構將散熱膏黏貼於產品上；S7：限位單元、驅動單元復位。

本方案的有益效果為：本方案能實現散熱膏的自動化切割以及黏貼，提高了工作效率，節省了人力成本降低了工人的工作強度。

1:工作台

2:底座

3:動力件

4:機械連接軸

5:支撐座

6:法蘭盤

7:第一驅動件

8:第一水平部

9:第一垂直部

10:支撐塊

12:固定塊

13:底板

14:側板

15:頂板

16:矩形通孔

17:第二U型槽

18:吸盤底座

19:切割框

21:固定座

22:半螺紋螺栓

23:彈性件

24:吸盤

25:抽吸設備

26:第二驅動件

27:第二水平部

28:第二垂直部

29:第一U型槽

30:操作台

31:支撐架

32:散熱膏

33:分離膜

34:底膜

第1圖繪示為現有技術散熱膏的結構圖。

第2圖繪示為實施例中散熱膏自動切料貼附裝置的結構圖。

第3圖繪示為實施例中切割貼附機構的結構圖。

第4圖繪示為限位單元對切割單元限位時前方的結構圖。

第5圖繪示為限位單元對切割單元限位時側方的結構圖。

下面透過具體實施方式進一步詳細說明：

第一實施例

在現有技術中，工廠生產使用的散熱膏幾乎都是加工好的，供應商預先將散熱膏按照規定大小切割為小塊，工廠生產時，工人直接撕取小塊的 散熱膏進行貼附即可。因此會存在作業效率低、散熱膏成本高的問題，並且人工貼附時會污染散熱膏，導致散熱膏黏貼後出現異常。本實施例中，直接採用整張未加工的散熱膏進行切割貼附，散熱膏的表面有分離膜，底面有一層底膜。當需要切割整張未經切割加工的散熱膏時，借助操作台，先將散熱膏的底膜朝下，平鋪在操作台上，再用手剝離散熱膏表面的分離膜。將切割單元對準需要切割的散熱膏，機械臂帶動切割貼附機構移動至切割位(切割位以及下文中的黏貼位都是預先在控制電腦上進行設定的)；驅動單元驅動連接架沿著切割方向向下移動，帶動切割單元向下移動，將散熱膏切下；然後吸附單元吸附切割的散熱膏，限位單元對切割單元進行限位；接下來驅動單元驅動連接架，帶動切割單元沿切割方向遠離散熱膏方向上移動；然後機械臂帶動切割貼附機構移動至黏貼位；驅動單元驅動連接架，帶動吸附機構將散熱膏黏貼於產品上，最後驅動機構復位，限位單元復位，機械臂帶動切割貼附機構重新移動至下一切割位完成新一輪作業。

本實施例中的技術方案所用的原料是未經切割加工的散熱膏，因此該技術方案具有減少加工工序，節約成本的優勢。同時，由於在切割散熱膏時，是將整張分離膜一次性剝離散熱膏的表面，從而降低了工作強度，提高了工作效率，同時減小了散熱膏的損壞機率，避免人工作業對散熱膏進行污染。

本發明提供了散熱膏自動切料貼附裝置，如「第2圖」至「第5圖」所示，該裝置包括機械臂以及切割貼附機構；機械臂與切割貼附機構連接，用於驅動切割貼附機構在切割位以及貼附位往返移動。其中，機械臂安裝設置在工作台1的底座2上，機械臂包括有動力件3以及機械連接軸4，動力件3與機 械連接軸4的一端轉動連接。進一步的，為了增加機械臂的活動範圍，機械連接軸4的另一端還安裝有第一伺服電機。

切割貼附機構包括連接架、驅動單元、限位單元、吸附單元以及切割單元。

具體而言，連接架包括固定塊12、底板13、側板14以及頂板15，底板13透過兩個側板14與頂板15的底部固定連接，固定塊12與頂板15固定，可採用螺栓連接；兩個側板14之間的底板13上開有矩形通孔16，左側的側板14上開有與矩形通孔16連通的第二U型槽17。

具體而言，驅動單元包括支撐座5、滑塊、支撐塊10以及第一驅動件7，第一伺服電機的輸出軸與支撐座5的頂部透過法蘭盤6螺栓連接，第一驅動件7與支撐座5的側面螺栓連接，第一驅動件7可選用氣缸。滑塊呈L型，滑塊包括固定連接的第一水平部8以及第一垂直部9，第一驅動件7的輸出軸與第一水平部8螺栓連接，第一垂直部9與支撐塊10螺栓連接，固定塊12與支撐塊10焊接，由此驅動單元可驅動連接架移動。

切割單元包括切割框19、固定座21以及半螺紋螺栓22，切割框19設於固定座21下方，固定座21與切割框19一體成型。限位單元、吸附單元安裝於連接架上；吸附單元包括吸盤24(吸盤24位於切割框19內，「第3圖」中未示出)、吸盤底座18以及抽吸設備25；吸盤底座18安裝於連接架上，其設有容納吸盤24透過的第一通孔，吸盤24穿過第一通孔與抽吸設備25透過管道連通。固定座21內設有第二通孔，固定座21透過第二通孔套設於吸盤24上，固定座21與吸盤24之間沿第二通孔軸向方向相對運動。

半螺紋螺栓22依次穿過固定座21以及吸盤底座18，將吸盤底座18固定在底板13上，固定座21與半螺紋螺栓22滑動連接。如「第5圖」所示，固定座21與吸盤底座18之間設有彈性件23，彈性件23套在固定座21與吸盤底座18之間的半螺紋螺栓22上，在本實施例中，彈性件23為彈簧。

該實施例中，抽吸設備25可以用負壓機、真空泵等可控制氣壓的設備。抽吸設備25透過螺栓安裝在吸盤底座18上部的底板13上，吸盤24的上端與負壓機的輸出端透過管道連通。

限位單元包括第二驅動件26以及限位塊，第二驅動件26透過螺栓連接在連接架上，限位塊包括依次連接的第二水平部27以及第二垂直部28，第二垂直部28與第二驅動件26的輸出軸透過螺栓連接，第二垂直部28的下端貫穿矩形通孔16位於底板13的下端，第二水平部27位於第二垂直部28的右側，第二水平部27上開有第一U型槽29，第二垂直部28與矩形通孔16滑動連接，第二水平部27與固定座21接觸的位置為倒圓角設計，第二水平部27能對兩個固定座21限位。

當切割框19切割散熱膏32時，彈性件23被壓縮，第二驅動件26驅動限位塊，使第二水平部27移動至固定座21的下方，對固定座21以及切割框19進行限位；抽吸設備25工作，吸盤24將切割後的散熱膏32進行吸附。機械臂帶動切割貼附機構到黏貼位完成黏貼。當散熱膏32完成黏貼後，第二驅動件26驅動限位塊復位，使第二水平部27移出固定座21的下方，彈性件23釋放彈性勢能將切割框19復位。

在本實施例中，切割框19截面的形狀可根據散熱膏32需要的形狀而自行設定。優選的，切割框19的橫截面為矩形狀，且切割框19底部的橫截面面積小於上部的橫截面面積。

如「第2圖」所示，本實施例中還設有工作台1，工作台1上焊接有支撐架31，支撐架31上焊接有操作台30，操作台30位於切割框19的下方。

第二實施例

本實施例提供了基於上述散熱膏自動切料貼附裝置的使用方法，該裝置結構可參照上述實施例，此處不再贅述，該方法包括以下步驟：

S1：機械臂帶動切割貼附機構移動至切割位；在實施例中，將切割位是指散熱膏32自動切料貼附裝置切割散熱膏32時，切割貼附機構所在的位置，黏貼位是指將散熱膏32黏貼在產品上時，切割貼附機構所在的位置。

S2：切割貼附機構中的驅動單元驅動連接架，帶動切割單元沿垂直切割方向切割散熱膏32；本實施例中，由於散熱膏32位於操作台30上，切割單元將沿垂直方向進行切割。進一步的，可參照實施例2，切割單元中的固定座21與切割框19一體成型，其中設有第二通孔，吸盤24置於第二通孔內，吸盤24與切割框19以及固定座21形成活塞結構。固定座21以及吸盤24底座18之間有彈性件23，切割框19切割散熱膏32時，將擠壓彈性件23，同時使得吸盤24逐漸冒出。

S3：吸附單元吸附切割的散熱膏32；進一步的，在切割框19完成切割後，吸附單元中的抽吸設備25啟動產生負壓，吸盤24吸附切割後的散熱膏32。

S4：限位單元對切割單元進行限位；進一步的，如「第3圖」所示，切割單元完成切割後，彈性件23處於壓縮狀態，此時限位單元中的第二驅動件26驅動限位塊將固定座21進行限位，防止彈性件23釋放彈性勢能將固定座21向下頂，使切割框19沒過散熱膏32，導致無法將散熱膏32黏貼到產品上。

S5：機械臂帶動切割貼附機構移動至黏貼位。

S6：驅動單元驅動連接架，帶動吸附機構將散熱膏32黏貼於產品上。

S7：驅動單元、限位單元復位。進一步的，驅動單元中的第一驅動件7帶動連接架恢復到原位，限位單元中的第二驅動件26發驅動限位塊恢復到原位，彈性件23釋放彈性勢能，將固定座21向下頂，固定座21受限於半螺紋螺栓22，整個切割單元也恢復到原位。

第三實施例

本實施例提供了散熱膏自動切料貼附裝置的使用方法，包括以下步驟：

步驟一：本實施例不再採用如「第1圖」所示的散熱膏32，而是採用整張未經切割加工的散熱膏32。當需要切割散熱膏32時，先將散熱膏32的底膜34朝下，平鋪在操作台30上，再用手撕去散熱膏32表面的分離膜33。

步驟二：機械臂帶動切割單元轉動，使得切割框19的位置與散熱膏32需要切割的位置對準。

步驟三：啟動第一驅動件7，第一驅動件7的輸出軸的伸長，帶動滑塊向下移動，滑塊的移動帶動切割框19以及吸盤24向下移動。當切割框19與散熱膏32接觸時，滑塊繼續向下移動，帶動切割框19以及吸盤24繼續向下移 動，切割框19受到散熱膏32的阻力，使得固定座21壓縮彈性件23，切割框19繼續向下移動，將散熱膏32切下。

步驟四：由於彈性件23的壓縮，使得固定座21與吸盤底座18之間的間距變小，使得吸盤24的下端逐漸伸出，啟動第二驅動件26，第二驅動件26的輸出軸的伸長，限位塊向右移動，使得第二水平部27的上表面抵住兩個固定座21的下表面，對固定座21限位。

步驟五：啟動負壓機，負壓機抽氣，吸盤24將切下的散熱膏32吸附在吸盤24的底部，使得散熱膏32與底膜34剝離；機械臂將切割貼附機構轉移到需要黏貼的區域，將吸盤24底部的散熱膏32貼黏貼在需要黏貼的位置；抽吸設備25釋放負壓。

步驟六：第二驅動件26的輸出軸收縮，帶動限位塊向左移動，解除限位塊對固定座21的約束，便可再次切割散熱膏32。

以上的僅是本發明的實施例，方案中公知的具體技術方案以及/或是特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明技術方案的前提下，還可以作出若干變形以及改進，這些也應該視為本發明的保護範圍，這些都不會影響本發明實施的效果以及專利的實用性。本申請要求的保護範圍應當以其權利要求的內容為准，說明書中的具體實施方式等記載可以用於解釋權利要求的內容。

1:工作台

2:底座

3:動力件

4:機械連接軸

5:支撐座

6:法蘭盤

30:操作台

31:支撐架

Claims (8)

1. 一種散熱膏自動切料貼附裝置，其包含：機械臂以及切割貼附機構；機械臂與切割貼附機構連接，用於驅動切割貼附機構在切割位以及貼附位往返移動；及切割貼附機構包括連接架、驅動單元、限位單元、吸附單元以及切割單元；及驅動單元的輸出端與連接架連接，用於驅動連接架沿切割方向運動；限位單元、吸附單元安裝於連接架上；切割單元套設於吸附單元外，用於切割散熱膏；吸附單元用於在切割單元切割散熱膏後，對切割的散熱膏進行吸附；及限位單元用於在切割單元切割散熱膏時，對切割單元進行限位，限位單元包括第二驅動件以及限位塊，第二驅動件固定在連接架上，限位塊固定在第二驅動件的輸出軸上，限位塊用於對切割框進行限位。
2. 如請求項1所述的散熱膏自動切料貼附裝置，其中驅動單元包括支撐座、滑塊、支撐塊以及第一驅動件，支撐座的頂部與機械臂的輸出端轉動連接，第一驅動件固定在支撐座的側面，滑塊包括固定連接的第一水平部以及第一垂直部，第一驅動件的輸出軸與第一水平部固定連接，第一垂直部與支撐塊固定連接，連接架與支撐塊固定連接。
3. 如請求項1所述的散熱膏自動切料貼附裝置，其中吸附單元包括吸盤、吸盤底座以及抽吸設備；吸盤底座安裝於連接架上，其設有容納吸盤透過的第一通孔，吸盤穿過第一通孔與抽吸設備連通。
4. 如請求項3所述的散熱膏自動切料貼附裝置，其中切割單元包括切割框以及固定座，切割框設於固定座下方；固定座內設有第二通孔，固定座透過第二通孔套設於吸盤上，固定座與吸盤之間沿第二通孔軸向方向運動； 固定座與吸盤底座之間設有彈性件；當切割框切割散熱膏時，彈性件被壓縮，第二驅動件驅動限位塊對切割框進行限位；當散熱膏完成黏貼後，第二驅動件驅動限位塊復位，彈性件釋放彈性勢能將切割框復位。
5. 如請求項4所述的散熱膏自動切料貼附裝置，其中限位塊包括固定連接的第二水平部以及第二垂直部，第二垂直部與第二驅動件的輸出軸固定連接，第二水平部上開有U型槽，第二水平部能對固定座限位。
6. 如請求項5所述的散熱膏自動切料貼附裝置，其中第二水平部與固定座接觸的面為倒圓角設計。
7. 如請求項6所述的散熱膏自動切料貼附裝置，其中切割框的橫截面為矩形狀，且底部的橫截面面積小於頂部的橫截面面積。
8. 一種散熱膏自動切料貼附裝置的使用方法，其包含下列步驟：S1：機械臂帶動切割貼附機構移動至切割位；S2：切割貼附機構中的驅動單元驅動連接架，帶動切割單元沿切割方向切割散熱膏；S3：吸附單元吸附切割的散熱膏；S4：限位單元對切割單元進行限位，限位單元包括第二驅動件以及限位塊，第二驅動件固定在連接架上，限位塊固定在第二驅動件的輸出軸上，限位塊用於對切割框進行限位；S5：機械臂帶動切割貼附機構移動至黏貼位；S6：驅動單元驅動連接架，帶動吸附機構將散熱膏黏貼於產品上；及S7：限位單元以及驅動單元復位。