Mikroadagoló rendszerek az elektronikai ipar számára

Félautomata és teljesen automatikus gyártósorokhoz tervezve

2020. március 26., csütörtök, 06:00

Címkék: adagolás adagolástechnika adagolórendszer bevonat bevonattechnika preeflow ragasztás rögzítéstechnika ViscoTec

A mikrodiszpenzió lehetővé teszi az elektronikai iparban a korszerű gyártási folyamatok bevezetését és a gyártott alkatrészek élettartamának megnövelését. A ragasztók, tömítőanyagok, kapszulázható vegyületek és hővezető paszták különféle alkalmazásokban kerülnek feldolgozásra. A fogyasztói elektronika terén különösen erős az egyre kisebb alkatrészekkel szemben támasztott teljesítményigény, és ezzel egyidejűleg a gyártási költségeket is alacsonyabbra szorítják. A látszólagos ellentmondást a teljesen automatikus és folyamatbiztos mikrodiszpenziós rendszerek oldják fel. A mindenki által használt okostelefonokat például teljesen automatizált mikroadagoló rendszerekben ragasztják össze, illesztik egybe és zárják le. Egy okostelefonban található kamera éppen ezért elkészültéig akár 40 különféle ragasztási és adagolási alkalmazáson is áteshet.

Nagy Nándor, a Viscotec magyarországi képviselője

A mikroadagolás számos folyamatot foglal magában:

  • A ragasztási alkalmazásoknál az adagolórendszereknek abszolút stabil adagolást kell biztosítaniuk. A kötésnek egyrészt külső környezeti hatásoknak – például magas hőmérséklet-ingadozásoknak, rezgéseknek vagy a nedvességnek – kell ellenállniuk. Másrészt nem maradhat ragasztómaradvány a széleken, és a két összeszerelt alkatrész között sem folyhat túl a ragasztó. Nem alkalmazhatunk se túl kevés, se túl sok ragasztót: a legtöbb alkalmazásban pontosan meghatározott mennyiségű anyag szükséges ahhoz, hogy ne rontsunk a várható funkcionalitáson. A ragasztómaradványok ugyanis nagy károkat okozhatnak, például a gyártás során bekövetkező szennyeződés miatt. A túl kicsi mennyiség pedig a merevséget rontaná.
  • A Dam & Fill alkalmazásokban először egy gátat alakítanak ki egy magas viszkozitású tixotróp ragasztóból, majd az alkatrészt egy alacsony viszkozitású anyaggal fedik le. Miután mindkét anyag együtt kikeményedik, a védendő terület lezárul, és a külső behatásoktól optimálisan árnyékolt. Az elsődleges cél a rendkívül összetett és érzékeny szerelvények védelme.
  • A Glob Top eljárás az érzékeny alkatrészeket, általában a félvezető lapkákat védi a mechanikai behatásoktól, például a rezgésektől vagy a hőmérséklet-ingadozásoktól, ezenkívül olyan külső környezeti hatásoktól, mint többek között a nedvesség és a korrózió. A Dam & Fill alkalmazással egyidejűleg egy (általában epoxigyanta-alapú) folyékony gyanta mátrixot használnak, ezáltal a gát elhagyható.

Glob-top (speciális gyanta anyagú bevonat) alkalmazási példa preeflow adagolóval

  • A klasszikus alátöltő alkalmazások elsősorban a nyomtatott áramköri kártyákon lévő különféle alkatrészek mechanikus stabilizálására szolgálnak, ezzel párhuzamosan a különböző hőtágulásokat is kiegyenlítik. Ily módon elkerülhetők az igénybevételből eredő károsodások. Általános szabály, hogy ebben az eljárásban nagyon magas kapilláris áramlási tulajdonsággal rendelkező ragasztókat használnak, így teljes mértékben kitöltik a rést a csip és a NYÁK között, bár a ragasztót csak a csip külső körvonala mentén adagoljuk.
  • A mikroadagolás során az adagolás a 0,001 ml-es térfogatú tartományban történik. Lehet szó gyöngy-, tömítő-, kitöltési vagy kétkomponensű alkalmazásokról, a pontosság, az ismételhetőség és a megbízhatóság alapvető fontosságú. A ViscoTec adagolórendszerek alacsony vagy magas viszkozitású folyadékokat és pasztákat is 99%-nál nagyobb ismétlődési pontosság mellett képesek kezelni. Az ismétlés pontossága függ mind az adagolási folyamattól, mind az anyag tulajdonságaitól.
  • A kapszulázás során egy elektronikus kitöltő vegyületet viszünk fel egy előre meghatározott felületre. Az eljárás védi az alkatrészt szállítás közben, valamint olyan külső behatásoktól, mint a rezgés, az ütések, a nedvesség, a por és a szélsőséges hőmérséklet. A kötés nemcsak védi, hanem erősíti is az elektromos szigetelést, a károsodás elleni védelmet és a kémiai ellenállást is.
  • Az optikai kötés kitölti az okostelefonok és táblagépek üvege és kijelzője közötti rést, csökkentve a fénytörések és -visszaverődések hatását. Ezenkívül megnöveli a kijelző stabilitását és ellenálló képességét. A fő cél a kijelzők a szabadban történő olvashatóságának javítása.
  • A konform bevonóanyagok védik a nyomtatott áramköri kártyákat a nedvesség, a por vagy a vegyi anyagok okozta szennyeződésektől vagy a hőmérsékleti ingadozásoktól. A bevonatokkal egyúttal a megbízhatóság és az elektromos tulajdonságok is javíthatók.

Tökéletes mikrodagolás: a „végtelen dugattyús adagoló” elv a legkisebb mennyiség pontos adagolását is lehetővé teszi

A különböző viszkozitású anyagok automatizált alkalmazásának célja, hogy egyrészt maximális rugalmasságot biztosítson a megfelelő adagolóanyag kiválasztásában, másrészt pedig a maximális megbízhatóság révén komplikációmentes műveleteket tegyen lehetővé.

Az adagolási folyamatot számos fontos paraméter határozza meg: rövid ciklusidők, ciklikus alkalmazás vagy folyamatos működés, alacsony vagy magas viszkozitás, szerkezeti érzékenység, szilárd részecske tartalmú folyadékok, tribológiai veszteségek (például súrlódás, szivárgás, kopás, elöregedés és törésmechanika). A megfelelő adagolószivattyú az összes változót figyelembe veszi, és az anyaghoz igazítja. Ezen túlmenően olyan kémiai reakciók – például képlékeny deformáció, dörzsölés, statikus súrlódás és törésmechanika – is felléphetnek, amelyek kopáshoz vezethetnek. A súrlódó vagy kémiailag agresszív folyadékok adagolókomponenseinek optimális kialakításához speciális know-how-ra van szükség, ezenkívül gyakran előzetes vagy hosszú távú teszteket is el kell végezni.

Hogyan kell az adagolórendszert úgy megtervezni, hogy megbízhatóan kezelje a magas viszkozitású, koptató és nyírásérzékeny folyadékokat, és ezzel egy időben a folyadékok áramlási viselkedésében bekövetkező változásokat is tolerálni tudja? A progresszív üregszivattyú-technológia mindkét elvárást kielégíti. A szivattyú optimális kialakítása, valamint az anyagok alacsony nyírású és viszkozitásfüggetlen mozgatása miatt hosszú karbantartási időközök érhetők el. Az úgynevezett „végtelen dugattyús adagoló” elven alapuló adagolószivattyúk hosszú élettartamot és nagyon magas energiahatékonyságot garantálnak.

A hőpaszta akkumulátorban történő felhordása

A „végtelen dugattyús adagoló” elv előnyei

A progresszív üregszivattyú-technológia, így a ViscoTec és a preeflow adagoló speciális forgórész-állórész geometriája pulzációmentes adagolást tesz lehetővé. A kevesebb mint 1 mikroliter és a több milliliter közti adagolási mennyiségek a legnagyobb pontossággal juttathatók ki pont-, gyöngy- vagy kitöltési alkalmazásban. A „végtelen dugattyús adagoló” elv további hatalmas előnye az automatikus vagy programozható kétirányú áramlás, ami az adagolási folyamat végén megakadályozza az anyag lecsepegését, és tiszta műveletet biztosít. A kíméletes technológiával még nagyon érzékeny anyagok – például UV-fényre térhálósodó vagy anaerób ragasztók – is adagolhatók. Az adagolók a kompakt és súlycsökkentett kialakításnak köszönhetően szinte minden tengely- és robotrendszerbe beépíthetők. A rendszerekben teljes adagolóegységként működtethetők és vezérelhetők, ezenkívül meglévő termelési rendszerekbe is könnyen integrálhatók.

A progresszív üregszivattyúk a pozitív elmozdulású szivattyúk közé tartoznak, vagyis a térfogatáram és az adagolni kívánt mennyiség közvetlenül aránylik a fordulatok számához. A forgórész és az állórész pontos összehangolása nyomásállóvá teszi az adagolót, így nincs szükség további szelepre. Ily módon a térfogatáramlás mindig garantált, ami a legkisebb mennyiségek nagyon finoman történő adagolását is lehetővé teszi. A sebesség egy külön vezérlőegységen állítható be. Ha a ragasztó tulajdonságai ismertek, akkor a vezérlőn keresztül a viszkozitástól és a hőmérséklettől függetlenül programozhatók a felhasználóspecifikus mennyiségek. A ViscoTec és a preeflow mikroadagolói 0,1 – 60 ml/perc térfogatáramú adagolást tesznek lehetővé. Az egy- és kétkomponensű adagolókat jellemzően teljesen automatizált folyamatokban használják, de emellett kézieszközként is alkalmazhatók.

Automata robotrendszerbe integrált ViscoTec adagoló

A tökéletes kombináció: know-how és technológia

A progresszív üregszivattyúk ideálisak például nyomásérzékeny, üreges polimergömböket tartalmazó folyadékok esetében, de viszkozitástól független alkalmazásokhoz, több millió mPas-ig terjedő vagy tixotróp anyagú folyadékokhoz is megfelelő választásnak bizonyulnak. Könnyen feldolgozhatók, és a kívánt módon közvetlenül adagolhatók a 100:1 keverési arányú 2K alkalmazások vagy akár a rövid élettartamú anyagok is.

Az adagolni kívánt anyagot tökéletesen előkészítik a közvetlen, kíméletes, állandó ellátású adagolásra, ami progresszív üregszivattyúkkal is elérhető. Az előkezelést igénylő folyadékok a homogenizálás és a gáztalanítás érdekében a kombinált extrakciós vagy kezelő- és pufferrendszerbe is bevezethetők. Bajorország adagolástechnikai szakértő cége mindezt egy kézből elérhetővé teszi. Az adagolási folyamat – a tartály ürítésétől az anyag előkészítésén át az adott adagolásig – a maximális folyamatbiztonság és a költségkontroll érdekében optimálisan megtervezett és az adott alkalmazáshoz igazított.

A ViscoTec és a preeflow adagolórendszerek számos alkalmazásban nyújtanak meggyőző teljesítményt: a teljes portfólióban használt „végtelen dugattyús adagoló” elv értelmében a folyadékokat és a pasztákat tisztán térfogat alapon adagolják, és rendkívül óvatosan kezelik. A szilárd részecske tartalmú és a nyírásérzékeny ragasztók is problémamentesen és 99%-os ismétlési pontosság mellett adagolhatók – levegőzárványok nélkül! Az adagolókkal az UV-fényre térhálósodó és egyéb ragasztók mellett forrasztópaszták, elektromos vagy hővezető, illetve csiszolópaszták, valamint a vizestől és pépesig terjedő viszkozitású más folyadékok is kezelhetők.

Fémmentes adagolórendszer: anaerob ragasztóval rögzített golyóscsapágy a tengelyen

Az alacsony karbantartási költségek, az abszolút folyamatbiztonság és a magas tervezési megbízhatóság fontosak a rendszergyártók számára. A tisztán volumetrikus szivattyúk és adagolók különféle előnyöket kombinálnak: az adagolási folyamat független a nyomástól, az időtől és a hőmérséklettől. A szelepmentes tömítés ezenkívül nagyon könnyű kezelhetőséget eredményez.

Mérnöki támogatás és tanácsadás

A ViscoTeckel való együttműködés nagy előnye, hogy szinte minden jól működő adagolási alkalmazás átfogó konzultációval és jól átgondolt döntésekkel kezdődik. Meg kell határozni a folyamat követelményeit és az alkalmazandó anyagot, majd a megfelelő adagolóelemeket és a helyes alkalmazási paramétereket. Ezt követően laboratóriumi vizsgálatok során szimulálják az adagolási alkalmazást, az összes paramétert újra ellenőrzik és optimalizálják – ezzel megtörténik a validálás. Az ilyen tesztekből nyert megbízható eredmények már könnyen átültethetők az alkalmazási környezetbe ahhoz, hogy az adagolási műveletet a teljes folyamatba integrálják.

A vevő, az anyaggyártó és az adagolástechnikai szakértő közötti pozitív együttműködés lehetővé teszi a megfelelő megoldások kiszűrését az anyagválasztástól kezdve az adagolási folyamat megvalósításáig. Az átfogó támogatás egy jól reprodukálható adagolási alkalmazás kifejlesztéséhez és végső soron a gyártási sebesség és a folyamat megbízhatóságának növekedéséhez vezet. Mindezt teljes költségkontroll mellett. Az ügyfelek számára szakértői partnerek állnak rendelkezésre világszerte a támogatáshoz és a karbantartáshoz. A pótalkatrészek és a tartozékok mindig rövid időn belül, raktárról érhetők el.

www.viscotec.de

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek