新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，其增设了PVD前处理设备，该设备包括承载散热片的散热片定位盘、输送散热片定位盘的输送线体及由输送线体依次穿过的喷淋箱、鼓风干燥箱、喷砂箱、前、后置压缩空气吹干箱，还包括在喷淋箱上游设置的除油清洗装置、在喷砂箱和前置压缩空气吹干箱间设置的去离子水超声清洗装置和前、后置压缩空气吹干箱间的脱水装置，两套超声清洗装置和脱水装置均用移料机械手取料，各装置均由PLC控制器统一控制运作。该设备在将散热片送入磁控溅射机前能自动高效地完成包含除油、清洗、喷砂、脱水和干燥在内的PVD前处理工序，大大提高生产效率，减轻工人负担，降低人工成本。

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备
本技术涉及一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备。
技术介绍
众所周知，逆变器是组成新能源汽车供电和控制系统必不可少的配置部件之一，但是逆变器在工作过程中往往伴随着巨大热量的产生，所以逆变器底部必须焊接散热片来加速散热以延长其使用寿命。而作为车载逆变器散热片，设计制造时对其散热性能有较高的要求，为了提高散热片的性能，行业内采取的主要手段就是在散热片上与逆变器贴合的表面依次电镀铬、镍和银膜层。长期以来，行业内对于如上述散热片等金属件表面的镀膜工艺一直都采用传统的水电镀（化学镀）工艺，已非常成熟，然而传统水电镀对环境的影响及危害众所周知，尽管环保意识在加强，环保标准在提升，环保处理设施在升级，但电镀过程中不可避免地产生废液及废气排放，污染只是轻重问题。因此环保工艺取代传统水电镀（化学）工艺大势所趋，也是作为传统电镀企业的一种社会责任。作为水电镀的替代手段，目前行业内则通常都采用物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)工艺来进行上述散热片等金属件的表面镀膜。物理气相沉积技术主要包括溅射镀膜、真空蒸发镀膜、离子镀膜、分子束外延等技术。而磁控溅射技术（MagnetronSputteringtechnology）则是PVD工艺中较为成熟也是运用较多的一种技术。磁控溅射技术是利用电离的气体粒子，在电场的加速下轰击靶材，被轰击出的靶材粒子沉积在基片上形成薄膜的技术。一般而言，溅射出来的粒子能量在5-20eV之间，较高的能量使其具有很强的迁移能力，可以在基片表面形成致密薄膜，从而获得较强的结合力。相对于其他物理气相沉积技术，磁控溅射技术沉积薄膜时具有速率高、可控性好、基片温度低、结合力好、可实现大面积镀膜等优点。发展至今，磁控溅射技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体等薄膜。而水电镀技术是借助外界电场将金属离子在阴极表面还原为原子，并吸附于阴极表面的技术，其原子吸附在阴极表面时由于能量较低，迁移力小，所以形成的薄膜较为疏松，与基体（阴极）的结合力相对不高。而水电镀技术一般用于金属电子元器件的表面上锡工艺。相对于水电镀技术，磁控溅射技术主要存在以下优点：1）全制程无三废污染；2）容易实现与基片的强结合力；3）镀平面产品时薄膜均匀性好；4）工艺可控性和稳定性好。虽然采用PVD工艺来对散热片进行镀膜作业相比传统水电镀有诸多优势，但实际操作中依旧存在如下问题：无论PVD工艺还是传统水电镀，对于散热片的前处理都是非常关键的工艺步骤。散热片的前处理主要就是表面处理，包含清除油污、表面平滑处理和深层水洗等步骤，当然具体细化的步骤各个厂家都不相同。众所周知，散热片表面处理的平滑和干净将有利于其与膜层之间结合力的牢固，还能确保膜层在散热片不同部位成膜厚度的均匀，以此杜绝膜层起皮和鼓泡现象，使得最终膜层致密无孔。而致密无孔的膜层不仅有利于防护散热片表面的基体层免遭腐蚀而提前报废，还能在较长的时间内保持膜层的良好装饰性外观，而且可以更有效地发挥膜层所具有的各种功能。实际生产中，目前针对散热片的PVD工艺主体设备主要是磁控溅射机，虽然其种类很多，但结构都类似，这种磁控溅射机通常都是自动化设备，其入口端设计工件掩膜安装台，由工人将前道工序处理完毕的工件进行掩膜安装（即采用封堵治具封堵工件不需镀膜部分，再装架），工件装架后送入磁控溅射机内的自动输送带上，先进入等离子腔体进行活化处理。等离子活化后的工件随即进入镀膜腔体抽真空充氩气后开始镀膜作业，通过相应的靶腔先镀铬层，然后镀镍层，最后镀银层，完毕后工件架由输送带送出磁控溅射机，再由工人拆卸。同时正如前面所述，在工件进行掩膜装架前还需要进行PVD前处理，例如公司目前的针对散热片的前处理工序进行过优化，其主要步骤为：除油、冲洗、烘干、喷砂、去离子水超声清洗、风干、脱水、风干，相比常规的前处理工艺，其步骤更多，细节优化更到位。但存在的问题是已知的这一系列前处理过程中虽然一些独立环节均有对应的自动化设备，但散热片的冲洗环节及其在各环节之间的转移和输送则主要还是依靠人力，相对来说自动化程度依旧较低，工人费时费力，而效率低下，且人工成本高，大大提高了企业生产成本。实际上严格来说，在上述PVD前处理工艺步骤中，除开与磁控溅射机衔接时的“掩膜装架”环节具有很高的自主性（需要针对不同的散热片结构特点和镀膜区域要求来实际决定操作，虽然一些公司也有针对个别电镀散热片的专门掩膜自动安装设备，但这类设备往往对于其他散热片的适应性较差），其设备标准化和统一化实施困难而依旧优选人工作业以外，PVD镀膜工艺中前处理各环节均可形成统一的流水作业线高效运作，而行业领域中也亟待这样的创新。
技术实现思路
本技术目的是：提供一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，这种设备能够自动高效地完成包含除油、清洗、喷砂、脱水和干燥在内的PVD大部分前处理工序，大大提高生产效率，减轻工人负担，降低人工成本。本技术的技术方案是：一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，其特征在于包括用于承载散热片的散热片定位盘、输送所述散热片定位盘的输送线体以及经由所述输送线体依次穿过的喷淋箱、鼓风干燥箱、喷砂箱、前置压缩空气吹干箱和后置压缩空气吹干箱，还包括沿输送线体设置在喷淋箱上游的除油清洗装置、设置在喷砂箱和前置压缩空气吹干箱之间的去离子水超声清洗装置和设置前、后置压缩空气吹干箱之间的脱水装置，所述除油清洗装置包括除油清洗机和用于在输送线体和除油清洗机的水槽之间转移散热片定位盘的一号移料机械手，所述除油清洗机内部设有加热装置；所述去离子水超声清洗装置包括去离子水超声清洗机和用于在输送线体和去离子水超声清洗机的水槽之间转移散热片定位盘的二号移料机械手；所述脱水装置包括注有酒精的脱水池和用于在输送线体和脱水池之间转移散热片定位盘的三号移料机械手，还包括与输送线体、喷淋箱、鼓风干燥箱、喷砂箱、前、后置压缩空气吹干箱、除油清洗机、加热装置、去离子水超声清洗机以及一、二、三号移料机械手电连接的PLC控制器。进一步的，本技术中所述除油清洗装置还包括一号抬料机构，所述一号抬料机构包括承载散热片定位盘的一号网架和驱动一号网架在除油清洗机的水槽内上下升降的一号升降驱动装置，所述一号升降驱动装置将一号网架抬出水槽以供一号移料机械手在输送线体和一号网架之间转移所述散热片定位盘；所述去离子水超声清洗装置还包括二号抬料机构，所述二号抬料机构包括承载散热片定位盘的二号网架和驱动二号网架在去离子水超声清洗机的水槽内上下升降的二号升降驱动装置，所述二号升降驱动装置将二号网架抬出水槽以供二号移料机械手在输送线体和二号网架之间转移所述散热片定位盘。两套超声清洗装置均增设抬料机构目的是便于移料机械手从超声清洗机的水槽内转移散热片定位盘，能够进一步降低移料机械手的操控难度，加快转移速度，提高生产效率。更进一步的，本技术中所述一号升降驱动装置的优选形式包括连接一号伺服电机的一号丝杠副、藉由一号丝杠副驱动升降的一号固定架，所述一号网架吊置于一号固定架上，还包括设于除油清洗机两侧的一号导向杆，所述一号固定架上开有与一号导向杆配合的导孔；所述二号升降驱动装置的优选形式包括连接二号伺服电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，包括磁控溅射机，该磁控溅射机入口处设有散热片掩膜安装台，其特征在于还包括PVD前处理设备，该PVD前处理设备包括用于承载散热片（1）的散热片定位盘（2）、输送所述散热片定位盘（2）的输送线体（3）以及经由所述输送线体（3）依次穿过的喷淋箱（4）、鼓风干燥箱（5）、喷砂箱（6）、前置压缩空气吹干箱（7）和后置压缩空气吹干箱（8），还包括沿输送线体（3）设置在喷淋箱（4）上游的除油清洗装置、设置在喷砂箱（6）和前置压缩空气吹干箱（7）之间的去离子水超声清洗装置和设置前、后置压缩空气吹干箱（7、8）之间的脱水装置，所述除油清洗装置包括除油清洗机（9）和用于在输送线体（3）和除油清洗机（9）的水槽之间转移散热片定位盘（2）的一号移料机械手（10），所述除油清洗机（9）内部设有加热装置；所述去离子水超声清洗装置包括去离子水超声清洗机（11）和用于在输送线体（3）和去离子水超声清洗机（11）的水槽之间转移散热片定位盘（2）的二号移料机械手（12）；所述脱水装置包括注有酒精的脱水池（13）和用于在输送线体（3）和脱水池（13）之间转移散热片定位盘（2）的三号移料机械手（14），所述输送线体（3）末端与所述散热片掩膜安装台相对，还包括与输送线体（3）、喷淋箱（4）、鼓风干燥箱（5）、喷砂箱（6）、前、后置压缩空气吹干箱（7、8）、除油清洗机（9）、加热装置、去离子水超声清洗机（11）以及一、二、三号移料机械手（10、12、14）电连接的PLC控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，包括磁控溅射机，该磁控溅射机入口处设有散热片掩膜安装台，其特征在于还包括PVD前处理设备，该PVD前处理设备包括用于承载散热片（1）的散热片定位盘（2）、输送所述散热片定位盘（2）的输送线体（3）以及经由所述输送线体（3）依次穿过的喷淋箱（4）、鼓风干燥箱（5）、喷砂箱（6）、前置压缩空气吹干箱（7）和后置压缩空气吹干箱（8），还包括沿输送线体（3）设置在喷淋箱（4）上游的除油清洗装置、设置在喷砂箱（6）和前置压缩空气吹干箱（7）之间的去离子水超声清洗装置和设置前、后置压缩空气吹干箱（7、8）之间的脱水装置，所述除油清洗装置包括除油清洗机（9）和用于在输送线体（3）和除油清洗机（9）的水槽之间转移散热片定位盘（2）的一号移料机械手（10），所述除油清洗机（9）内部设有加热装置；所述去离子水超声清洗装置包括去离子水超声清洗机（11）和用于在输送线体（3）和去离子水超声清洗机（11）的水槽之间转移散热片定位盘（2）的二号移料机械手（12）；所述脱水装置包括注有酒精的脱水池（13）和用于在输送线体（3）和脱水池（13）之间转移散热片定位盘（2）的三号移料机械手（14），所述输送线体（3）末端与所述散热片掩膜安装台相对，还包括与输送线体（3）、喷淋箱（4）、鼓风干燥箱（5）、喷砂箱（6）、前、后置压缩空气吹干箱（7、8）、除油清洗机（9）、加热装置、去离子水超声清洗机（11）以及一、二、三号移料机械手（10、12、14）电连接的PLC控制器。2.根据权利要求1所述的新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，其特征在于所述除油清洗装置还包括一号抬料机构，所述一号抬料机构包括承载散热片定位盘（2）的一号网架（15）和驱动一号网架（15）在除油清洗机（9）的水槽内上下升降的一号升降驱动装置，所述一号升降驱动装置将一号网架（15）抬出水槽以供一号移料机械手（10）在输送线体（3）和一号网架（15）之间转移所述散热片定位盘（2）；所述去离子水超声清洗装置还包括二号抬料机构，所述二号抬料机构包括承载散热片定位盘（2）的二号网架（16）和驱动二号网架（16）在去离子水超声清洗机（11）的水槽内上下升降的二号升降驱动装置，所述二号升降驱动装置将二号网架（16）抬出水槽以供二号移...

【专利技术属性】
技术研发人员：周青松，王德苗，李劲杰，金浩，冯斌，
申请(专利权)人：苏州市康普来表面处理科技有限公司，苏州求是真空电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32