本發(fā)明屬于印制電路板領(lǐng)域，涉及一種導(dǎo)熱脂自適應(yīng)涂刷方法，具體為一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前隨著航天電子產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步，電子整機(jī)產(chǎn)品中大量使用印制電路板，印制板減少了布線和裝配的差錯(cuò)，同時(shí)利于電子設(shè)備的小型化，具有更好的耐彎折性、精密性。電氣產(chǎn)品的發(fā)展趨向于微型化和密集化，集成電路芯片和電子元器件體積不斷縮小，集成度和組裝密度不斷提高，電子器件的功率及散熱要求也隨之增加，大功率cpu芯片和電源模塊功率高達(dá)200w。電子器件工作時(shí)散發(fā)的熱量如不能及時(shí)導(dǎo)出，易造成局部高溫，輕則影響電子器件使用壽命，重則影響器件的工作性能。目前在發(fā)熱器件上廣泛使用以導(dǎo)熱脂為代表的導(dǎo)熱材料，其目的在于填充結(jié)構(gòu)件與器件散熱面之間的間隙，避免高溫對(duì)器件的影響，現(xiàn)在導(dǎo)熱脂仍然采用人工涂刷方式，存在以下不足：

2、1.如圖1所示，產(chǎn)品廣泛采用散熱板(器)增大散熱面積，散熱板(器)根據(jù)印制板組件元件高低設(shè)計(jì)，并在高發(fā)熱元件與散熱板(器)間通過(guò)導(dǎo)熱材料填充間隙，增大熱流通或減小熱阻，增強(qiáng)散熱效果。因元器件裝焊高低一致性差、散熱器加工公差等各類生產(chǎn)因素影響，人工涂刷方式無(wú)法根據(jù)印制板組件自適應(yīng)均勻涂刷，無(wú)法對(duì)涂刷厚度進(jìn)行精確控制，導(dǎo)熱脂填充一致性差，造成散熱效果下降。

3、2.對(duì)不同的產(chǎn)品，現(xiàn)在仍然采用盲裝方式，如圖2所示，導(dǎo)熱材料填充情況只能通過(guò)人工反復(fù)拆裝，人工肉眼觀測(cè)憑經(jīng)驗(yàn)判斷填充情況，導(dǎo)熱材料涂刷完成后，通過(guò)螺釘緊固印制板進(jìn)行試裝，試裝結(jié)束后觀察導(dǎo)熱材料是否完全覆蓋散熱芯片表面，再將溢出的多余導(dǎo)熱脂用脫脂棉清除干凈，效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，解決目前導(dǎo)熱脂涂刷量無(wú)法量化、人工反復(fù)試裝過(guò)程生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，同時(shí)針對(duì)不同產(chǎn)品，提供快速自適應(yīng)導(dǎo)熱脂涂刷量計(jì)算控制方法。根據(jù)印制板和結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸自適應(yīng)測(cè)量，確定涂刷面積和體積，制定涂刷工藝參數(shù)，可以有效減少人工反復(fù)試裝造成的生產(chǎn)效率低下，提升高性能高密度印制板組件總裝集成的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2、本發(fā)明包括以下步驟：

3、步驟1、將印制板和結(jié)構(gòu)件上料至定位夾緊裝置，將印制板和結(jié)構(gòu)件定位夾緊，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面位置，通過(guò)激光位移傳感器自動(dòng)測(cè)量發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面實(shí)際高度，優(yōu)化修正導(dǎo)熱脂填充高度；

4、步驟2、計(jì)算涂刷機(jī)構(gòu)涂刷速度和出脂速度之間的關(guān)系；

5、步驟3、根據(jù)待涂刷面積選擇采用點(diǎn)涂或劃線的方式，計(jì)算涂刷軌跡，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱脂自適應(yīng)涂刷。

6、進(jìn)一步的，步驟1中所述通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面位置包括：通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)框選發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面位置后，人工判定框選位置是否正確，若自動(dòng)框選位置有誤，則手動(dòng)進(jìn)行框選。

7、進(jìn)一步的，步驟1中所述通過(guò)激光位移傳感器自動(dòng)測(cè)量發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面實(shí)際高度包括：

8、通過(guò)五點(diǎn)法得到印制板測(cè)量基準(zhǔn)面高度p1、印制板芯片發(fā)熱面高度p2、結(jié)構(gòu)件測(cè)量基準(zhǔn)面高度s1和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面高度s2，通過(guò)公式(1)、(2)和(3)得到印制板芯片發(fā)熱面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面之間的理論間隙厚度h3：

9、h2＝(s1-s2)(1)

10、h1＝(p2-p1)(2)

11、h3＝h2-h1＝(s1-s2)-(p2-p1)。(3)

12、進(jìn)一步的，步驟2中，涂刷機(jī)構(gòu)涂刷速度和出脂速度滿足：

13、

14、其中，vr為涂刷機(jī)構(gòu)涂刷速度，vq為出脂速度，w為導(dǎo)熱脂的橫截面積。

15、進(jìn)一步的，步驟2中，當(dāng)導(dǎo)熱脂為長(zhǎng)方形條狀時(shí)，長(zhǎng)度為l，寬度為d，高度為h，則：

16、

17、通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)和待涂刷結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)的理論尺寸計(jì)算得到待涂刷面積為s，需要填充導(dǎo)熱脂的總體積為：

18、v＝h3·s。

19、進(jìn)一步的，步驟3中所述根據(jù)待涂刷面積選擇采用點(diǎn)涂或劃線的方式包括：

20、當(dāng)時(shí)，采用點(diǎn)涂方式，通過(guò)控制涂刷高度、涂刷機(jī)構(gòu)涂刷速度和間歇噴嘴出脂速度，在待涂刷面積上噴涂長(zhǎng)方形點(diǎn)陣導(dǎo)熱脂，控制涂刷導(dǎo)熱脂的總體積，實(shí)現(xiàn)對(duì)涂刷量的定量控制；

21、當(dāng)時(shí)，采用劃線方式，通過(guò)控制涂刷高度、涂刷機(jī)構(gòu)涂刷速度和連續(xù)噴嘴出脂速度，在待涂刷面積上噴涂長(zhǎng)方形條狀導(dǎo)熱脂，控制涂刷導(dǎo)熱脂的總體積，實(shí)現(xiàn)對(duì)涂刷量的定量控制。

22、本發(fā)明的有益效果在于：基于機(jī)器視覺(jué)和激光位移傳感器測(cè)量，根據(jù)不同產(chǎn)品自適應(yīng)測(cè)量修正涂刷厚度，求解最優(yōu)涂刷體積，根據(jù)涂刷量計(jì)算結(jié)果及待涂刷面積，規(guī)劃涂刷方式，自動(dòng)制定涂刷路徑。使用本發(fā)明能有效解決人工涂刷方式無(wú)法根據(jù)印制板組件對(duì)涂刷厚度進(jìn)行精確控制，并通過(guò)反復(fù)試裝憑經(jīng)驗(yàn)判斷填充情況，導(dǎo)熱脂填充一致性差、效率低下問(wèn)題。本發(fā)明可適用于導(dǎo)熱脂自適應(yīng)涂刷，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，其特征在于，步驟1中所述通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面位置包括：通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)框選發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面位置后，人工判定框選位置是否正確，若自動(dòng)框選位置有誤，則手動(dòng)進(jìn)行框選。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，其特征在于，步驟1中所述通過(guò)激光位移傳感器自動(dòng)測(cè)量發(fā)熱芯片面和結(jié)構(gòu)件凸臺(tái)面實(shí)際高度包括：

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，其特征在于，步驟2中，涂刷機(jī)構(gòu)涂刷速度和出脂速度滿足：

5.如權(quán)利要求4所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，其特征在于，步驟2中，當(dāng)導(dǎo)熱脂為長(zhǎng)方形條狀時(shí)，長(zhǎng)度為l，寬度為d，高度為h，則：

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，其特征在于，步驟3中所述根據(jù)待涂刷面積選擇采用點(diǎn)涂或劃線的方式包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)熱脂自適應(yīng)定量控制方法，可根據(jù)印制板和結(jié)構(gòu)件自適應(yīng)確定涂刷體積，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱脂涂刷過(guò)程定量控制。主要方法是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)確定待測(cè)量位置，根據(jù)位移傳感器五點(diǎn)測(cè)量結(jié)果構(gòu)建理論填充間隙厚度模型；通過(guò)分析長(zhǎng)方形條狀導(dǎo)熱脂，推算機(jī)構(gòu)涂刷速度和噴嘴出脂速度的關(guān)系；結(jié)合待涂刷凸臺(tái)面積和涂刷導(dǎo)熱脂總體積制定點(diǎn)涂和劃線涂刷路徑，進(jìn)而定量控制導(dǎo)熱脂填充量，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱脂自適應(yīng)涂刷。本發(fā)明能有效解決人工涂刷方式無(wú)法根據(jù)印制板組件對(duì)涂刷厚度進(jìn)行精確控制，并通過(guò)反復(fù)試裝憑經(jīng)驗(yàn)判斷填充情況，導(dǎo)熱脂填充一致性差、效率低下問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：趙志勇,楊小健,李欣,成麗娟,張童婧,李龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6