Po co stosuje się płyny montażowe?
Miniaturyzacja elementów wykorzystywanych w układach elektronicznych wydaje się świetnym rozwiązaniem. Urządzenia są przez to lżejsze, mniejsze i bardziej kompaktowe. Jednak wraz z tym zjawiskiem pojawia się problem z odprowadzaniem ciepła, montażem, systemami dozowania, wibracjami i warunkami atmosferycznymi. Tutaj na pomoc przychodzą specjalne i nowoczesne systemy montażu: conformal coatingu, underfill, dam & fill, zalewanie i uszczelki wylewane.
Sprzężenie zwrotne w technice dozowania
Bardzo ważnym i ciekawym zjawiskiem, jakie można zaobserwować w technice dozowania, jest sprzężenie zwrotne. Im lepszy i bardziej precyzyjny system dozowania (dostawcą takich jest firma AMB Technic – https://amb.pl/), tym bardziej możemy miniaturyzować układ elektroniczny. Łatwo można się domyślić, że stosowanie coraz trudniejszych w obróbce materiałów powoduje zwiększenie się kosztów. Jest to często parametr, który jest największą przeszkodą w projektowaniu systemu. Niestety jest on określany przez końcowego klienta, często niemającego wiedzy o trudności minimalizacji systemów elektronicznych.
Dobór odpowiedniej techniki dozowania
W celu odpowiedniego dobrania sposobu dozowania rekomendowane jest wykonanie dwóch warstw analiz:
- warstwa automatyzacji,
- warstwa reologiczna.
Warstwa automatyzacji
W pierwszej analizie automatyzacji pod uwagę brane są takie parametry jak:
- prędkość pozycjonowania
- wprowadzenie detalu do i z urządzenia
- dokładność pozycjonowania dawki
- ruchy postępowe w czasie
Dobierając sposób dozowania przez analizę tych wytycznych, klaruję nam się bardzo ciekawa piramida, która określa jakość i stopień automatyzacji procesu.
Na samym spodzie możemy umieścić dozowanie ręczne. Proces ten odbywa się przez dyspensery. Kolejną warstwą są roboty stolikowe i stacje robocze. Tutaj znacznie zwiększamy wydajność. Operator nie musi poświęcać czasu na pozycjonowanie końcówki dozującej. Proces jest także znacznie bardziej precyzyjny. Następnym krokiem są linie „in-line”. System ten wyposażony jest w kamery i korekty pozwalające pozycjonowanie głowicy według fiduciali. Zastosowanie tej platformy pozwoli na uruchomienie dużej, seryjnej produkcji. Ostatnim i najbardziej wydajnym krokiem są zaawansowane systemy dozowania „in-line”. Łączą one wszystkie wcześniejsze parametry, z zachowaniem ogromnej wydajności i dużej precyzji. Platformy te służą m.in. do nakładania klejów SMA lub wzmacniania układów BGA.
Warstwa reologiczna
Analiza tej warstwy polega na określeniu poniższych parametrów:
- dobór płynu montażowego pod względem kompatybilności, chemicznej i mechanicznej,
- kontrola nad lepkością płynu montażowego,
- pozyskanie powtarzalności dozowania dawki,
- kontrola nad sedymentacją wypełniaczy,
- stabilna temperatura podłoża,
- możliwość bezkontaktowego dozowania,
- panowanie nad rozpływem po nałożeniu,
- metoda i sposób utwardzania,
- sprzężenie zwrotne i kontrola jakości,
- raporty i logi produkcyjne,
- system do zarządzania produkcją.
Podsumowanie
Dobór odpowiedniego systemu dozowania płynów nie jest tak prosty, jak, początkowo mógł się wydawać. W celu określenia odpowiedniej platformy musimy wziąć pod uwagę wiele czynników. Sama nauka reologii trwa dopiero 50 lat. Nie jest do długi okres dla technologii. Nawet mocno rozwinięte kraje dopiero się jej uczą. Powoduje to ciągłe zmiany norm dozowania. Do tego dochodzi fakt ciągłego rozwoju materiałów chemicznych i systemów automatyki. Zaletą tego, że reologia ciągle się rozwija, jest to, że powstają coraz to nowsze platformy. To one w połączeniu systemami automatyki pozwalają to na jeszcze większą wydajność i precyzje. Jednak mimo wielu badań laboratoryjnych i określaniu najlepszej i najbardziej wydajnej technologii, można zauważyć, że zawsze ostateczna decyzja jest zależna od pieniądza i opłacalności. Często nie warto jest inwestować w zaawansowane linie produkcyjne, jeśli mamy do wykonania zalewę do prostej elektroniki.