(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品の表面に伝熱グリスを平坦に塗布する技術を提供する。【解決手段】電子部品５０の表面に伝熱グリス６０を塗布する装置は、伝熱グリス６０が透過可能であり、電子部品の表面上に配置されるスクリーン板２０と、スクリーン板２０の表面に供給された伝熱グリス６０を塗り延ばすスキージ３４を有するスキージユニット３０を備えている。スキージユニット３０は、スクリーン板２０と平行なガイド面１６によってスクリーン板２０側から支持されている。この装置によると、凹状に湾曲する電子部品５０の表面にも、伝熱グリス６０を平坦に塗布することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の表面に伝熱グリスを塗布する装置であって、
伝熱グリスが透過可能であり、電子部品の表面上に配置されるスクリーン板と、
スクリーン板の表面に供給された伝熱グリスを塗り延ばすスキージを有するスキージユニットを備え、
前記スキージユニットは、スクリーン板と平行なガイド面によってスクリーン板側から支持されていることを特徴とする伝熱グリスを塗布する装置。
【請求項２】
前記スキージユニットは、前記ガイド面に対して進退可能に支持されているとともに、前記ガイド面に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱グリスを塗布する装置。
【請求項３】
前記スキージユニットには、前記ガイド面上を走行する車輪が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝熱グリスを塗布する装置。
【請求項４】
電子部品の表面に伝熱グリスを塗布する方法であって、
伝熱グリスが透過可能なスクリーン板を電子部品の表面上に配置するとともに、スクリーン板の表面に伝熱グリスを供給する工程と、
スキージを有するスキージユニットをスクリーン板と平行なガイド面によってスクリーン板側から支持し、スキージによってスクリーン板の表面に供給された伝熱グリスを塗り延ばす工程と、
を備える伝熱グリスを塗布する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の表面に伝熱グリス（放熱グリスとも称される）を塗布する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ（パワートランジスタ）やＣＰＵ等の電子部品は、動作時の発熱量が大きいことから、ヒートシンク等の放熱装置に取付けられる。この場合、電子部品と放熱装置の間に空隙が生じていると、電子部品から放熱装置への伝熱が阻害されてしまい、電子部品の冷却効率が低下してしまう。このような事態を避けるために、放熱装置に取り付ける電子部品の取付面に、伝熱グリスを塗布することが行われている。
上記に関連して、特許文献１には、基板の表面にクリーム半田を塗布する装置が開示されている。この装置は、基板上に配置されるスクリーン板と、スクリーン板の表面に供給されたクリーム半田を塗り延ばすスキージを備えている。スキージは、スクリーン板に所定の押圧力で押圧されているとともに、その押圧力がロードセルによって監視されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７２７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置構成は、電子部品の表面に伝熱グリスを塗布する装置にも転用することができる。しかしながら、スキージをスクリーン板に押圧する構成であると、電子部品の表面が凹状に湾曲している場合に、スキージがスクリーン板を湾曲させてしまうことがある。この場合、スキージは電子部品の表面に倣って凹状に湾曲する軌跡を描くことから、電子部品に塗布された伝熱グリスの表面も凹状に湾曲してしまう。伝熱グリスの表面が凹状に湾曲していると、電子部品を放熱装置に取り付けた際に、電子部品と放熱装置との間に気泡が残存しやすく、電子部品の冷却効率が低下してしまう。
上記の問題を鑑み、本発明は、電子部品の表面が凹状に湾曲している場合でも、伝熱グリスをその表面が平坦面となるように塗布することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電子部品の表面に伝熱グリスを塗布する装置に具現化される。この装置は、伝熱グリスが透過可能であり、電子部品の表面上に配置されるスクリーン板と、スクリーン板の表面に供給された伝熱グリスを塗り延ばすスキージを有するスキージユニットを備えている。スキージユニットは、スクリーン板と平行なガイド面によってスクリーン板側から支持されている。
【０００６】
上記した装置では、スクリーン板と平行なガイド面によって、スキージユニットがスクリーン板側から支持されている。それにより、電子部品の表面が凹状に湾曲していても、スキージの軌跡が電子部品の表面に倣って湾曲することがないので、塗布された伝熱グリスの表面が凹状に湾曲することもない。塗布された伝熱グリスの表面は、ガイド面と平行な平坦面となる。伝熱グリスの表面が平坦面であることから、電子部品を放熱装置に取り付けた際に、電子部品と放熱装置の間に気泡が残存することが防止される。
この装置によると、電子部品の表面が凹状に湾曲している場合でも、伝熱グリスをその表面が平坦面となるように塗布することができる。
【０００７】
前記したスキージユニットは、ガイド面に対して進退可能に支持されているとともに、ガイド面に向けて付勢されていることが好ましい。
電子部品の表面が凸状に湾曲している場合、その表面上に載置されたスクリーン板が凸状に湾曲することがある。この場合、スキージユニットがガイド面に沿って移動すると、スキージとスクリーン板が強く干渉し合うことによって、スクリーン板や電子部品を損傷させてしまうことがある。それに対して、スキージユニットがガイド面に対して進退可能に支持されているとともにガイド面に向けて付勢されていると、スキージはスクリーン板に倣って凸状に湾曲した軌跡を描くことができ、スクリーン板や電子部品の損傷を防止することができる。ここで、塗布された伝熱グリスの表面は凸状に湾曲することになるが、伝熱グリスの表面が凹状に湾曲している場合と比較して、電子部品を放熱装置に取り付けた際に、電子部品と放熱装置の間に気泡が残存することは顕著に少ない。
【０００８】
前記したスキージユニットには、ガイド面上を走行する車輪が設けられていることが好ましい。
この構成によると、スキージユニットは、ガイド面に沿って滑らかに移動することができる。
【０００９】
本発明の技術は、電子部品の表面に伝熱グリスを塗布する方法にも具現化される。この方法は、伝熱グリスが透過可能なスクリーン板を電子部品の表面上に配置するとともに、スクリーン板の表面に伝熱グリスを供給する工程と、スキージを有するスキージユニットをスクリーン板と平行なガイド面によってスクリーン板側から支持し、スキージによってスクリーン板の表面に供給された伝熱グリスを塗り延ばす工程を備える。
この方法によると、電子部品の表面が凹状に湾曲している場合でも、伝熱グリスをその表面が平坦面となるように塗布することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、電子部品の表面が凹状に湾曲している場合でも、伝熱グリスをその表面が平坦面となるように塗布することができ、電子部品を放熱装置に取り付けた際に、電子部品と放熱装置の間に気泡が残存することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）  伝熱グリスの塗布装置は、固定フレームを備えている。固定フレームには、スクリーン板が固定されているとともに、スキージユニットをスライド可能に支持するガイド面が形成されている。フレームに固定されたスクリーン板と、フレームに形成されたガイド面は、互いに平行となっている。
（形態２）  伝熱グリスの塗布装置は、電子部品を支持する支持装置を備えている。支持装置は、伝熱グリスを塗布する表面の周縁がスクリーン板の裏面に当接するように、電子部品を支持することができる。
（形態３）  伝熱グリスの塗布装置は、スキージユニットをガイド面に対して進退可能に支持するともにガイド面に向けて付勢するアクチュエータとして、エアシリンダを備えている。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例である塗布装置１０を詳細に説明する。図１は、塗布装置１０の正面図を示している。図２は、塗布装置１０の左側面図を示している。図１、図２に示すように、塗布装置１０は、インバータ等の電子部品５０に伝熱グリス６０（あるいは放熱グリスと称される）を塗布する装置である。
【００１３】
ここで、伝熱グリス６０について簡単に説明しておく。インバータ（パワートランジスタ）やＣＰＵ等の電子部品５０は、動作時の発熱量が大きいことから、ヒートシンク等の放熱装置に取付けられる。この場合、電子部品５０と放熱装置の間に空隙が生じていると、電子部品５０から放熱装置への伝熱が阻害されてしまう。このような事態を避けるために、放熱装置への取付面５４には、伝熱グリス６０が塗布される。通常、放熱装置への取付面５４は、電子部品５０に一体に設けられた金属製の伝熱部材５２に形成される。ここで留意すべきは、伝熱グリス６０を塗布した際に、伝熱グリス６０の表面が凹状面となっていると、電子部品５０と放熱装置の間に気泡が生じてしまい、電子部品５０から放熱装置への伝熱が阻害されてしまう。一方、伝熱グリス６０の表面が凸状面となっている場合は、電子部品５０と放熱装置の間に気泡が生じることがないので、特に問題とはならない。従って、電子部品５０の取付面５４に伝熱グリス６０を塗布する際には、電子部品５０の取付面５４の凹凸形状にかかわらず、伝熱グリス６０の表面が平坦面又は凸状面となるように、伝熱グリス６０を塗布する必要がある。
【００１４】
次に、塗布装置１０を詳細に説明する。図１、図２に示すように、塗布装置１０は、固定フレーム１２と、固定フレーム１２に固定されたスクリーン板２０と、固定フレーム１２に移動可能に設けられているスキージユニット３０と、電子部品５０を支持するステージ１８を備えている。
固定フレーム１２は、鋼材等で形成されており、十分な強度を有している。固定フレーム１２には、複数のスクリーン固定部１４と、一対のガイド面１６が形成されている。スクリーン固定部１４には、スクリーン板２０の周縁が固定されている。複数のスクリーン固定部１４は、略水平な同一平面内に配設されている。一対のガイド面１６は、図１の左右方向に伸びており、スキージユニット３０をスライド移動可能に支持している。一対のガイド面１６は、複数のスクリーン固定部１４が配設された平面と、平行に形成されている。
【００１５】
スクリーン板２０は、複数の貫通孔を有するメッシュ状の板材であり、伝熱グリス６０が透過可能な構造を有している。スクリーン板２０は、その周縁が固定フレーム１２のスクリーン固定部１４に固定されており、スクリーン板２０の表面２１は、一対のガイド面１６と略平行となっている。スクリーン板２０の表面２１には、伝熱グリス６０が供給される。スクリーン板２０は、一例として、例えば金属材料で形成することができる。スクリーン板２０の厚みは、伝熱グリス６０を塗布する厚さに応じて適宜設定することができ、例えば５００μｍとすることができる。なお、スクリーン板２０の構造は、メッシュ状に限られず、例えば多数のスリットが開設された格子状であってもよい。
【００１６】
スキージユニット３０は、スクリーン板２０の表面２１に当接するスキージ３４を有している。スキージユニット３０には、４つの車輪３２が設けられている。スキージユニット３０の４つの車輪３２は、固定フレーム１２の一対のガイド面１６によって支持されており、一対のガイド面１６上を走行する。先にも説明したように、固定フレーム１２の一対のガイド面１６は、スクリーン板２０の表面２１と平行に形成されている。それにより、スキージユニット３０の４つの車輪３２が一対のガイド面１６上を走行すると、スキージユニット３０のスキージ３４は一定の高さ位置（スクリーン板２０の表面２１にちょうど接触する高さ位置）で移動する。スキージユニット３０は、一対のガイド面１６によってスクリーン板２０側から支持されているので、スクリーン板２０に対してさらに接近することは禁止されるが、スクリーン板２０に対して離間する方向に移動することは可能となっている。
【００１７】
ステージ１８は、電子部品５０を昇降可能に支持しており、伝熱グリス６０を塗布する電子部品５０の取付面５４（以下では、取付面５４を塗布面５４と称することがある）をスクリーン板２０の裏面２２に当接させている。このとき、ステージ１８は、電子部品５０の塗布面５４の周縁５４ａがスクリーン板２０の裏面２２に当接するように、電子部品５０を支持する高さ位置を調整する。ここで、図１、図２に示すように、電子部品５０の塗布面５４が凹状に湾曲していると、スクリーン板２０の裏面２２には塗布面５４の周縁５４ａのみが当接し、電子部品５０の塗布面５４とスクリーン板２０の裏面２２との間に隙間が生じることになる。一方、図４に示すように、電子部品５０の塗布面５４が凸状に湾曲していると、スクリーン板２０の裏面２２には塗布面５４の凸部も接触することになるので、スクリーン板２０の表面２１も凸状に湾曲することになる。
【００１８】
塗布装置１０はさらに、可動フレーム４０と、可動フレーム４０とスキージユニット３０を接続しているエアシリンダ４２と、可動フレーム４０を動かすボールねじ４６及びモータ４８を備えている。
可動フレーム４０は、リニアガイド４４を介して固定フレーム１２に設けられている。リニアガイド４４は、一対のガイド面１６と平行に設けられており、可動フレーム４０は、一対のガイド面１６と平行にスライド移動可能となっている。
エアシリンダ４２は、スキージユニット３０と可動フレーム４０を互いに連結している。それにより、可動フレーム４０のスライド移動に伴って、スキージユニット３０がガイド面１６上を走行するようになっている。また、エアシリンダ４２は、スキージユニット３０をガイド面１６に対して進退可能に支持しているとともに、スキージユニット３０をガイド面１６に向けて付勢している。ここで、エアシリンダ４２がスキージユニット３０を付勢する付勢力は、エアシリンダ４２に供給する圧縮エアの圧力によって調整可能となっている。
ボールねじ４６及びモータ４８は、可動フレーム４０をリニアガイド４４に沿ってスライド移動させる直動機構を構成している。即ち、モータ４８がボールねじ４６を回転させることによって、可動フレーム４０がリニアガイド４４に沿ってスライド移動するように構成されている。可動フレーム４０には、エアシリンダ４２を介してスキージユニット３０が連結されている。それにより、可動フレーム４０がリニアガイド４４に沿ってスライド移動すると、スキージユニット３０は一対のガイド面１６上を走行するようになっている。スキージユニット３０が一対のガイド面１６上を走行すると、スキージユニット３０のスキージ３４はスクリーン板２０の表面２１上を摺動していく。
【００１９】
次に、塗布装置１０による伝熱グリス６０の塗布動作について説明する。先ず、ステージ１８に電子部品５０を載置し、電子部品５０の塗布面５４をスクリーン板２０の裏面２２に当接させる。このとき、塗布面５４の周縁５４ａがスクリーン板２０の裏面２２に当接するように、電子部品５０を支持する高さ位置を調整する。ここでは、図１、図２に示すように、電子部品５０の塗布面５４が凹状に湾曲しているものとする。この場合、電子部品５０の塗布面５４とスクリーン板２０の裏面２２との間には、隙間が生じることになる。
次いで、スクリーン板２０の表面２１に、適量の伝熱グリス６０を供給する。なお、伝熱グリス６０は、その全量を最初に供給してもよいし、塗布動作中に複数回に分けて供給してもよいし、塗布動作中に連続的に供給することもできる。
次いで、モータ４８を動作させ、可動フレーム４０を図１の左から右へスライド移動させる。可動フレーム４０のスライド移動に伴って、スキージユニット３０は一対のガイド面１６上を直線的に走行する。スキージユニット３０のスキージ３４は、スクリーン板２０の表面２１上を摺動し、伝熱グリス６０を塗り拡げていく。伝熱グリス６０は、スクリーン板２０を透過し、電子部品５０の塗布面５４に塗布されていく。
【００２０】
図３を参照して、スキージユニット３０の動作について説明を加える。図３に示すように、伝熱グリス６０の塗布動作中、スキージユニット３０はガイド面１６上を走行する。ガイド面１６とスクリーン板２０の表面２１は互いに平行であるので、スキージユニット３０が走行する軌跡は、スクリーン板２０の表面２１から一定の高さ位置Ａに維持される。電子部品５０の塗布面５４が凹状に湾曲しており、スクリーン板２０と塗布面５４との間に隙間が生じていても、スキージ３４がスクリーン板２０を押し曲げてしまうことはない。スキージ３４は、塗布面５４の凹形状に倣うことなく、直線的に移動することができる。その結果、図４に示すように、電子部品５０の塗布面５４が凹状に湾曲していても、塗布された伝熱グリス６０の表面６１は平坦面となる。従って、図５に示すように、電子部品５０を放熱装置７０へ取付けた際に、電子部品５０の塗布面５４と放熱装置７０の表面７１との間に気泡が生じることが防止される。電子部品５０と放熱装置７０との間に良好な伝熱性が確保され、電子部品５０から十分な除熱を行うことができる。
【００２１】
一方、図６に示すように、電子部品５０の塗布面５４は凸状に湾曲していることある。この場合、その塗布面５４の周縁５４ａをスクリーン板２０の裏面２２に当接させると、スクリーン板２０はスキージユニット３０に向けて凸状に湾曲することになる。スクリーン板２０がスキージユニット３０に向けて凸状に湾曲していると、スキージユニット３０がガイド面１６上を走行したときに、スキージユニット３０のスキージ３４とスクリーン板２０が強く干渉し合うことになる。しかしながら、本実施例の塗布装置１０では、スキージユニット３０がエアシリンダ４２によって支持されており、スキージユニット３０がガイド面１６に対して進退可能となっているので、スキージユニット３０はガイド面１６から離反して上方へ移動することができる。従って、電子部品５０の塗布面５４が凸状に湾曲する場合、凸状に湾曲するスクリーン板２０の表面２１に沿って、スキージ３４は凸状に湾曲する軌跡を描く。この場合、図７に示すように、塗布面５４に塗布された伝熱グリス６０の表面６１は、凸状に湾曲することになる。しかしながら、伝熱グリス６０の表面６１が凸状に湾曲している限りは、伝熱グリス６０の表面６１が凹状に湾曲している場合と比較して、電子部品５０を放熱装置７０へ取付けた際に、電子部品５０と放熱装置７０との間に気泡が生じることは顕著に少ない。従って、電子部品５０と放熱装置７０との間に、良好な伝熱性を確保することができる。
【００２２】
以上のように、本実施例による伝熱グリス６０の塗布装置１０では、スキージユニット３０が、スクリーン板２０の表面２１と平行なガイド面１６によって支持されている。それにより、電子部品５０の塗布面５４に伝熱グリス６０を塗布する際に、その塗布面５４が凹状に湾曲している場合でも、スキージユニット３０は塗布面５４の凹形状に倣うことなく一定の高さ位置を移動する（図３参照）。本実施例の塗布装置１０によると、電子部品５０の凹状に湾曲する塗布面５４にも、伝熱グリス６０をその表面６１が平坦面となるように塗布することができる。
【００２３】
また、本実施例による伝熱グリス６０の塗布装置１０では、スキージユニット３０が、ガイド面１６によってスクリーン板２０側から支持されている。それにより、電子部品５０の塗布面５４が凸状に湾曲しており、スクリーン板２０の表面２１が凸状に湾曲する場合には、スキージユニット３０がガイド面１６から離間して高さ方向に変位することができる。従って、スクリーン板２０の表面２１が凸状に湾曲していても、スキージ３４とスクリーン板２０が強く干渉し合うことがなく、スキージ３４、スクリーン板２０、電子部品５０等を損傷が防止される。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】伝熱グリスの塗布装置の構成を示す正面図。
【図２】伝熱グリスの塗布装置の構成を示す左側面図。
【図３】塗布動作時のスキージユニットの軌跡を示す図。
【図４】伝熱グリスを塗布した電子部品を示す図（塗布面が凹状面の場合）。
【図５】放熱装置に取り付けた電子部品を示す図。
【図６】スキージユニットが高さ方向に移動する様子を示す図。
【図７】伝熱グリスを塗布した電子部品を示す図（塗布面が凸状面の場合）。
【符号の説明】
【００２６】
１０：塗布装置
１２：固定フレーム
１４：スクリーン固定部
１６：ガイド面
１８：ステージ
２０：スクリーン板
２１：スクリーン板２０の表面
２２：スクリーン板２０の裏面
３０：スキージユニット
３２：４つの車輪
３４：スキージ
４０：可動フレーム
４２：エアシリンダ
４４：リニアガイド
４６：ボールねじ
４８：モータ
５０：電子部品
５２：伝熱部材
５４：取付面（塗布面）
５４ａ：取付面（塗布面）の周縁
６０：伝熱グリス
６１：伝熱グリスの表面
７０：放熱装置
７１：放熱装置の表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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