DE8811258U1

DE8811258U1 - Dosiervorrichtung zum gleichmäßigen, punktuellen Auftragen eines pastenartigen viskosen Mediums, insbesondere eines Klebstoffes bzw. einer Wärmeleitpaste

Info

Publication number: DE8811258U1
Application number: DE8811258U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1988-09-06
Publication date: 1988-11-03

Description

&Ogr;·&udigr;^!:;&iacgr;·&Ogr;&Ogr;

M &bgr; 3 3 7 5 OE

..•\7-ÜÜ

Siemens Aktiengesellschaft

Datiervorrichtung zum gleichmäßigen, punktuellen Auftragen eines pistenartigen, viskosen Mediums, insbesondere eines Klebstoffes bzw. einer wärrneleitpatte

Die Neuerung betrifft eine Dosiervorrichtung zum gleichmäßigen, punktuellen Auftragen eines pastenartigen, viskosen Mediums, insbesondere eines Klebstoffes bzw. einer Wärmeleitpaste, auf die Oberfläche eines Objektes mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Schutzanspruch 1.

Das Auftragen eines pastenartigen, viskosen Mediums sollte mögliehst exakt und gleichmäßig auf die hierfür vorgesehene Oberfläche eines Objektes erfolgen. Insbesondere ist es unerwünscht, wenn das pastenartige Medium auf Oberflächen und Teile des Objektes bzw. andere benachbarte Objekte verschleppt wird, und dort Verschmutzungen hervorruft. So ist beispielsweise bei der manuellen Auftragung von Wärmeleitpaste als viskoses Medium auf die wärmeableitenden Flächen eines verlustwärmeerzeugenden elektrischen Bauelementes eine derartige Verschleppung nahezu kaum zu verhindern. Dies führt nicht nur zu einer zunehmenden Verschmutzung des zum Auftragen des viskosen Mediums vorgesehenen Arbeitsplatzes, sondern zum Teil auch zu einer unerwünschten / Verschmutzung der Objekte selbst. So sind beispielsweise bei elektrischen Bauelementen eine Vielzahl von Anschlußkontakten mit dem in der Regel zur Wärmeableitung dienenden Gehäuse des Bauelementes verbunden. Werden beispielsweise diese AnschluG-kontakte bei der manuellen Auftragung von Wärmeleitpaste auf die Gehäuseoberfläche des Bauteiles mit Wärmeleitpaste verschmutzt, so besteht beim Einbau des Bauelementes in eine elektrische Schaltung die Gefahr, daß bei der in der Regel erfolgenden Verlötung der Anschlußkontakte keine ausreichende Leitfähigkeit hergestellt werden kann« Dies hat seine Ursache in der flussiges Lötzinn abweisenden Eigenschaft von mit füllstoffhaltiger bzw.

Mie 2 Bih / G5.09.1988

886337501

silikonhaltiger Wärmeleitpaste verschmutzten metallischen Oberflächen.

Desweiteren ist es notwendig, das pastenartige, viskose Medium, z.B. einen Klebstoff, möglichst gleichmäßig auf die dafür vorgesehene Oberfläche eines Objektes aufzutragen. Beispielsweise besteht bei der manuellen Auftragung von Wärmeleitpaste auf eine wärmeableitende Oberfläche eines elektrischen Bauelementes die Gefahr, daß zuviel Paste auf einen regional begrenzten Bereich der Oberfläche aufgetragen wird. Beim Aufsetzen des Bauelementes mit der mit Paste versehenen Gehäuseoberfläche auf eine elektrische Schaltung bzw. einen Kühlkörper kann somit ein Teil der Paste zwischen dem Bauelement und der elektrischen Schaltung hervortreten und zu einer erheblichen Verschmutzung der Bauelementumgebung führen. Zum anderen besteht die Gefahr, daß es beim Aufsetzen der die Verlustwärme erzeugenden Auflagefläche des Bauelementes beispielsweise auf einen Kühlkörper nicht zu einer gleichmäßigen, vollständigen Verteilung der Wärmeleitpaste im Zwischenraum zwischen dem Bauelement und dem Kühlkörper kommt.

Der Neuerung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Dosiervorrichtung anzugeben, welche ein gleichmäßiges, punktuelles und verschleppungsfreies Auftragen eines pastenartigen, viskosen Mediums auf die Oberfläche eines Objektes ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Dosiervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Neuerung wird desweiteren anhand dor nachfolgend kurz angeführten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:

FIG 1 eine bevorzugt zur Freihandbedienung geeignete vorteilhafte Ausführungsform der neuerungsgemäßen Dosiervorrichtung,

6 3375 DE

FIG 2 eine weitere, vorteilhafte Ausführungsförm der Neuerung

mit der Möglichkeit einer mittels eines Statives geführten Absenkung und Anhebung, und
FIG 3a bis 3d die Oberflächen von Transistorgehäusen, welche beispielhaft mit Hilfe der neuerungsgemäßen Dosiervorrichtung punktuell mit Wärmeleitpaste versehen sind.

Gemäß der Darstellung von FIG 1 besteht die neuerungsgemäße Dosiervorrichtung aus einem steuerbaren Dosierventil DV und einem wechselbaren Auftragskopf AK. Gemäß einer Ausführungsforrn wird dabei dem Dosierventil DV das insbesondere unter einem Vordruck stehende pastenartige, viskose Medium über eine Zuleitung ZL von außen zugeführt. In einer weiteren Ausführungsform ist im Inneren des Dosierventiles ein Behälter zur Aufnahme des Mediums vorhanden, so daß keine separate äußere Zuleitung ZL notwendig ist.

An einer am Dosierventil DV vorhandenen, in den FIG 1 und 2 nicht dargestellten Austrittsöffnung für das aufzutragende Medium ist desweiteren über einen lösbaren, insbesondere bajonettartigen Verschluß BV ein wechselbarer Auftragskopf AK angebracht. Dieser verfügt über eine Vielzahl von Hohlnadeln HN, mit deren Hilfe das vom Dosierventil abgegebene Medium gleichmäßig und punktuell auf eine in der FIG 1 beispielhaft eben dargestellte Oberfläcte OF eines Objektes OB aufgetragen werden kann. Die Menge des in jedem Auftragpunkt AP von der jeweiligen Hohlnadel HN abgegebenen Mediums ist dabei insbesondere abhängig von einem möglichen Vordruck des Mediums in der Zuleitung ZL bzw. im Dosierventil DV. Diese wird desweiteren insbesondere von der den Fluß des Mediums vom Dosierventil zum Auftragskopf und aus den Austrittsöffnungen AO der Hohlnadeln HN ermöglichenden, vorgebbaren Öffnungszeit des steuerbaren Dosierventils bestimmt» welche bevorzugt über eine Steuerleitung SL elektrisch bzw. pneumatisch von außen vorgegeben werden kann.

f lh-f! Q. XX »8 337 5 OE

) 1 Entsprechend dsr Darstellung von FIG 1 sind die Hohlnadeln &eegr;&ngr;

in einer von der Größe und Form der mit dem Medium zu versehen« den Oberfläche of des Objektes OB abhängigen Matrix angeordnet. ( es ist somit besonders vorteilhaft möglich, die Lage der Nadeln f 5 innerhalb der Matrix der speziellen Struktur der Oberfläche OF eines mit dem Medium zu versehenden Objektes so anzupassen, dsia " nur auf gewünschte Bereiche das pastenartige Medium aufgetragen wird. Bei dem z.B. ein elektrisches Bauelement symbolisierenden Objekt OB in der FIG 1 führt beispielsweise ein elektrischer Anschlußkontakt AN aus dem Inneren des Objektgehäuses über die mit dem Medium zu versehende Fläche OF nach außen. In Anpassung an diese spezielle Objektoberflächenstruktur werden die Hohlnadeln HN eines dazugehörigen, wechselbaren Auftragskopfes AK ) neuerungsgemäß in der Matrix so angeordnet, daß beim punktuellen Auftragen des Mediums auf die Oberfläche OF eine Verschmutzung des Anschlußkontaktes AN ausgeschlossen ist. Falls auf ein anders gestaltetes Objekt OB ein pastenartiges Medium punktuell aufgetragen werden soll, so wird neuerungsgemäß ein anderer, wechselbarer Auftragskopf AK über den Verschluß BV an das Dosierventil DV angeflanscht. Die Hohlnadeln HN dieses Auftragskopfes sind wiederum in einer an die Gestaltung der mit dem Medium zu versehenden Oberfläche OF angepaßten Matrix angeordnet. Ein auf der Außenseite des jeweiligen Auftragskopfes AK befindlicher Griffring GR erleichtert besonders vorteilhaft den Wechsel des Auftragskopfes.

Gemäß der Neuerung sind insbesondere auf der der mit dem Medium

zu versehenen Objektoberfläche OF zugewandten Seite des Auftragskopfes AK desweiteren ein oder mehrere Federelemente vorhanden, welche bei einer im Eingriff befindlichen Dosiervorrichtung eine Druckkraft auf die mit dem Medium zu versehenden Objektoherfläche ausüben. Hierdurch wird verhindert, daß das ; Objekt bei dem nach Beendigung des Auftragsvorganges erfolgenden ■ Abheben der Dosiervorrichtung vom j&r mit dem Medium verseb- ~ &eegr; ^s 35 Objektoberfläche aufgrund der Viskosität des aus den ausgetretenen Mediums mitgerissen wird. Im

&pgr;&igr;",, &eegr; &ogr;. &khgr; ft »^{63375&idiagr;5&egr;}

der FIG 1 dienen hierzu die Federelemente FSl und FS2. Wurden beispielsweise die Auftragspunkte AP aus dem pastenartigen Medium durch die auf die Oberfläche OF des Objektes OB aufgestetzte Dosiervorrichtung aufgebracht, so wird beim Abheben der Dosiervorrichtung der Kontakt des Mediums im jeweiligen Auftragspunkt und im Inneren der dazugehörigen Hohlnadel HN durch die abstoßende, auf die Objektoberfläche OF wirkende Druckkraft der Federelemente FSl und FS2 unterbrochen. Es ist somit besonders vorteilhaft möglich, die Dosiervorrichtung ohne die Gefahr einer unkontrollierten Verschiebung des mit dem pastenartigen Medium versehenen Objektes abzuheben. So eignet sich die neuerungsgemäße Dosiervorrichtung besonders zum Auftragen von mittel- und nochviskosen Medien.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es insbesondere für die Freihandbedienung der neuerungsgemäßen Dosiervorrichtung vorteilhaft, wenn die Federelemente so um die Katrix der Hohlnadeln angeordnet sind, daß die Dosiervorrichtung umfallsicher auf die mit dem Medium zu versehende Objektoberflache abgesetzt werden kann. Hierdurch ist es möglich, die Dosiervorrichtung zunächst per Hand an der gewünschten, mit dem pastenartigen Medium zu versehenden Stelle der Objektoberfläche OF zu positionieren. Anschließend wird durch überwinden der Federkraft per Hand die Dosiervorrichtung, d.h. insbesondere die Austrittsöffnungen AO der Hohlnadeln HN, soweit auf die Objektoberfläche OF abgesenkt, / daß der Vorgang des punktuellen Auftragens des pastenartigen Mediums durch vorübergehendes Offnen des steuerbaren Dosierventils durchgeführt werden kann. Der Auftragsvorgang kann schließlich besonders vorteilhaft dadurch beendet werden, daß sich die Dosiervorrichtung durch einfaches Loslassen aufgrund der abstoßenden Wirkung der Federelemente von der Objektoberfläche abhebt, und nuf diese Weise die bereits beschriebene Trennung des im Auftragepunkt befindlichen Mediums von dem noch im Inntren der dazugehörigen Hohlnadel HN verbliebenen Mediums erfolgt.

In einer weiteren Ausfuhrungsform der Neuerung ist es vorteilhaft, wenn die Dosiervorrichtung über eine zusatzliche einstellbare Abstandshaltevorrichtung verfugt, mit deren Hilfe ein einstellbarer Mindestabstand zwischen den Austrittsoffnungen AO der Hohlnadeln HN und der mit dem Medium zu versehenden Objektoberfläche eingehalten werden kann. Auf diese Weise ist es in einem Auftragspunkt möglich, in den durch den Mindestabstand gebildeten Zwischenraum eine genau bestimmte, über die Unterkante der dazugehörigen Hohlnadel HN nicht hinausquellende Menge an pastenartigem Medium aufzutragen. Beim Abheben der Dosiervorrichtung nach Beendigung des Auftragsvorganges wird somit vom Auftrtgspunkt keine Restmenge des aufgetragenen Mediums mitgerissen. Es wird folglich eine ansonsten zunehmende Verschmutzung der Enden der Hohlnadeln HN um die Austrittsöffnungen herum mit dem pastenartigen Medium vermieden.

In einer in der FIG 1 dargestellten vorteilhaften Ausführungsform wird insbesondere die Matrix der Hohlnadeln von der einstellbaren Abstandshaltevorrichtung AV umgeben. Diese hat bevorrügt die Form eines Zylinderringes, welcher über ein an der Außenseite eines bevorzugt ebenfalls zylindrischen, wechselbaren Auftragskopfes AK befindlichen Gewindes GW anschraubbar ist. Auf diese Weise ist auf einfache Weise ein gewünschter Mindestabstand AB zwischen den Austrittsöffnungen AO der Matrix der Hohlnadeln HN und der die Auflagefläche der Dosiervorrichtung bildenden Unterkante Au der Abstandshaltevorrichtung einstellbar.

Eine derartige Ausführungsform der Abstandshaltevorrichtung hat desweiteren den Vorteil, daß damit auf einfache Weise eine Positionierung In der gewünschten Lage auf der Oberfläche des mit den pastenartigen Mediums zu versehenden Objektes OB möglich ist. Liegt z.B. gemäß der Darstellung von FIG 1 das Objekt OB in der Aufnahmemulde AF eines Objektträgers OT, so kann die Positionierung besonders vorteilhaft durch eine oder mehrere, UtUt ringförmige, am Objektträger OT vorgesehene Positionier-

• < · I < I I I I I I I

»· t 11 ·&igr;· &igr; ' I

( ) 1 kanten ZK bewerkstelligt werden, in welche die einstellbare Abstandshaltevorrichtung AV insbesondere über die untere Auflagekante AU eingreift.

In der in der FIG 2 dargestellten weiteren vorteilhaften Ausföhrungsform verfugt die neuerungsgemäße Dosiervorrichtung über ein insbesondere mit einer Unterplatte SP versehenes Stativ ST. Dieses ermöglicht insbesondere in senkrechte Richtung ein geführtes Absenken und Anheben auf die bzw» von der mit dem Medium zu versehenden Objektoberfläche OF. Ein am Stativ zusätzlich angebrachter höhenverstellbarer, insbesondere ringförmiger Anschlag AV dient besonders vorteilhaft als einstellbare Abstandshaltevorrichtung.
(

In den FIG 3a bis 3d sind als Objekte OB beispielhaft die Gehäuse von vier unterschiedlichen Transistoren dargestellt. Aus den Gehäusen ragen Anschlußdrähte AN zur elektrischen Kontaktierung des Bauelementes heraus. Desweiteren verfugen die Gehäuse über mindestens ein Montageloch ML zur mechanischen Befestigung des Bauelementes. Mit Hilfe der neuerungsgemäßen Dosiervorrichtung ist auf den j wells zur Ableitung der elektrischen Verlustwärme dienenden Oberflächen OF Wärmeleitpaste in den Auftragspunkten AP möglichst gleichmäßig aufgetragen. Man erkennt, daß die Lage der Auftragspunkte und somit die Anordnung der Hohlnadeln an einem auswechselbaren Auftragskopf an die Größe und Form der jeweiligen Transistorauflagefläche OF angepaßt ist. Insbesondere wurde bei der Lage der Auftragspunkte die Lage von möglichen Montagelöchern ML bzw. Anschlußdrähten AN auf der mit dem pastenartigen Medium zu versehenden Objektoberfläche OF berücksichtigt. Desweiteren ist insbesondere die Anzahl der vorzusehenden Auftragspunkte AP von der Größe der jeweiligen Oberfläche OF abhängig. Die Dichte dieser Auftragspunkte wird vorteilhaft so gewählt, daß nach Aufsetzen der in den FIG 3a bis 3d dargestellten und zur Verlustwärmeableitung dienenden Oberflächen OF der Jeweiligen Transistorgehäuse insbesondere auf

."..··. .;;..-·. 88 S337 5 DE

O 1 einen Kühlkörper das in den Punkten AP aufgetragene Medium sich zu einem die Oberflache üF lückenlos abdeckenden Film verteilt,

Hierzu sind beispielsweise bei dem in der FIG 3c dargestellten kleinen Transistorgehäuse lediglich fünf, um das Montageloch ML angeordnete Auftragspunkte AP notwendig. Bei dem beispielsweise in der FIG 3b dargestellten größeren Transistorgehäuse ist es dagegen vorteilhaft, zehn Auftragspunkte vorzusehen. Bei der Anordnung der Hohlnadeln an einem für ein derartiges Transistorgehäuse vorgesehenen, wechselbaren Auftragskopf ist insbesondere zu berücksichtigen, daß bei der mit Wärmeleitpaste zu versehenden Oberfläche OF zwei Anschlußdrähte AN aus dem Transistorgehause herausgeführt und zwei Montagelöcher vorhanden sind. Die Matrix ' der Hohlnadeln des wechselbaren Auftragskopfes ist somit so gestaltet, daß kein Auftragspunkt mit der Lage eines Anschlußdrahtes und Montageloches übereinstimmt.

6 Schutzansprüche
3 Figuren

t til*
I I I t

Claims

Schutzansprüche

1. Dosiervorrichtung zum gleichmäßigen, punktuellen Auftragen eines pastenartigen, viskosen Mediums, insbesondere eines Klebstoffes bzw. einer Wärmeleitpaste, auf die Oberfläche eines Objektes, mit
a) einem steuerbaren Dosierventil (DV), womit der Fluß des

Mediums für eine vorbestimmte Zeit freigegeben werden kann, gekenn zeichnet durch

b) einen wechselbaren Auftragskopf (AK), welcher am Dosierventil (DV) an der Austrittsoffnung fur das Medium angebracht ist und verfugt über

bl) Hohlnadeln (HN) zum punktuellen Auftragen (AP) des Mediums, welche in einer von der jeweiligen Größe und Form der insbesondere ebenen, mit dem Medium zu versehenden Objektober flächt (OF) abhängigen Matrix angeordnet sind, und b2) ein oder mehrere Federelemente (FSl,FS2), welche bei einer im Eingriff befindlichen Dosiervorrichtung eine Druckkraft auf die mit dem Medium zu versehende Objektoberfläche (OF) ausüben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Federelemente (FSl,FS2) so um die Matrix der Hohlnadeln (HN) angeordnet sind, daß die Dosiervorrichtung umfallsicher auf die mit dem Medium zu versehende Objektoberfläche (OF) abgesetzt werden kann (FlG 1 bzw.2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine einstellbare Abstandshaltevorrichtung (AV) zur Einhaltung eines einstellbaren Mindestabstandes (AB) zwischen den Austrittsöffnungen (AO) der Hohlnadeln (HN) und der mit dem Medium zu versehenden Objektoberfläche (OF) (FIG 1 bzw.2).

I · « 4 I I • I * * ■ I · ·

ft· litt * ti *

88 G3375 DE

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine die Matrix der Hohlnadeln umgebende einstellbare Abstandshaltevorrichtung (AV) insbesondere aus einem schraubbaren Zylinderring (FIG 1).

5. Vorrichtung nach einem vorangegangenen der Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Stativ (ST₁SP) zum geführten Absenken bzw. Anheben auf die bzw. von der mit dem Medium zu versehenden Objektoberfläche insbesondere in senkrechter Richtung (FIG 2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Stativ (ST,SP) zum geführten Absenken bzw. Anheben

) auf die bzw. von der mit dem Medium zu versehenden Objektoberflache insbesondere in senkrechter Richtung und durch einen Anschlag (AV) am Stativ als einstellbare Abstandshaltevorrichtung.

f I ·
11It *

I I *

• (