Міністерство освіти Республіки Білорусь
Заклад освіти «Білоруський державний університет
інформатики і радіоелектроніки »
Кафедра РЕЗ
РЕФЕРАТ
На тему:
«Технологія і обладнання для нанесення адгезиву»
МІНСЬК, 2008
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ Адгезиви
Призначення адгезиву - забезпечити фіксацію компонентів, зорієнтованих на контактних майданчиках, у процесі транспортування і пайки, особливо при пайку хвилею припою.
Основні вимоги, пропоновані до адгезиву:
• висока адгезійна здатність;
• необхідні діелектричні властивості;
• мінімальне виділення летких речовин;
• сумісність з конструкційними і технологічними матеріалами;
• стійкість до термоциклічної впливів;
• здатність витримувати високі температури пайки;
• висока швидкість полімеризації без зміщення компонентів;
• високі реологічні характеристики, що дозволяють наносити його на поверхню ПП будь-яким способом (трафаретний друк, крапельний перенесення або дозована подача).
Вибір адгезиву практично залежить від конкретного застосування з урахуванням його специфічних властивостей. Наприклад, однокомпонентні адгезиви більш прості в обігу, однак виділяють леткі речовини, двокомпонентні - вимагають точного дозування складових. Тому важливо мати конкретні рекомендації для вибору адгезиву, що задовольняє вимогам монтажу.
Вибір адгезиву визначається, перш за все, методом нанесення. В даний час застосовується нанесення адгезиву методом трафаретного друку, груповим переносом крапель і спеціальними дозаторами. Найбільш важливою властивістю адгезиву є його здатність утворювати краплю необхідних розмірів, що забезпечує заповнення самого великого проміжку між компонентом і платою.
Застосовувані адгезиви вимагають затвердіння. Умови і час затвердіння одно-і двокомпонентних адгезивів розрізняються. Однокомпонентні адгезиви отверждаются при температурі понад 125 С, двокомпонентні - при більш низькій температурі (80-150 ° С протягом 3-5 хв). Крім термічного методу твердіння, застосовується поєднання нагріву з опроміненням ультрафіолетовим (УФ) випромінюванням, що дозволяє прискорити цей процес. Однак такий метод може ефективно застосовуватися тільки для малогабаритних корпусів, незатеняющіх адгезив від прямого попадання УФ променів. Оптимальне отвежденіе адгезиву перед нанесенням флюсу, припою або перед транспортуванням ПП має становити не менше 70%.
Оптимальні режими твердіння повинні забезпечувати мінімальну усадку адгезиву і відсутність видалення летких речовин під час пайки. Слід мати на увазі, що навіть мала усадка може викликати значні напруження і деформації компонента і плати.
У процесі експлуатації виробу міцність з'єднання забезпечується вже припоєм. тому адгезиви можуть вилучатися при подальшій промиванні плати. Однак у відповідальних випадках цього необхідно уникати, так як при затримці технологічного циклу може знадобитися видалення і повторне нанесення адгезиву.
У технології ПМ адгезиви зазвичай виготовляються на основі епоксидних, акрилових та ціаноакрілових смол.
Епоксидні смоли добре відомі в електронній техніці. Для них характерна хороша стійкість до розчинників, вологостійкість, можливість полімеризації ультрафіолетовим випромінюванням, гарне заповнення і ремонтопридатність при місцевому нагріванні. Довговічність зберігань у відкритій ємності досить коротка. Деякі адгезиви виготовляються на основі двох компонентів, вимагають перемішування, що ускладнює їх практичне застосування.
В даний час на ринку є досить широкий вибір адгезивів. Зокрема, фірмою «Ерохов» (Німеччина) розроблена ціла гама адгезивів на основі епоксидних смол, наприклад:
«Epotek H-70E-4» - полімеризується протягом 5 хв при температурі 150 ° С, витримує температуру до 400 ° С, має високі реологічними властивостями, що дозволяє використовувати адгезив при великій товщині без розтікання (крапля на краплю);
«Nozland UVA-123» - аналогічний по властивостям «Epotek Н-70е-4», але може полимеризоваться як під впливом тепла, так і при опроміненні в ультрафіолетовому спектрі.
Акрилові смоли мають гарну вологостійкість і стійкі до розчинників, мають малий час полімеризації (3 хв при 120 0С), довговічні, але вони не придатні для трафаретного друку.
Ціаноакріловие смоли довговічні при зберіганні у відкритій ємності. Для них характерна швидка полімеризація і чутливість до води. Через посереднього заповнення використання ціаноакрілових смод трудомістко.
Ряд вітчизняних підприємств, що застосовують технологію поверхневого монтажу, випробували в якості адгезивів традиційні клеї ВК-9 і КБ-2 і визнали їх нетехнологічними через трудомісткість приготування і дуже тривалої полімеризації. ВО «Інтеграл» використовує клей БФ-4 для попередньої фіксації ПМ-компонентів перед паянням оплавленням ІК нагріванням.
Можливе використання при ПМ ряду адгезивів, застосовуваних у толстопленочной технології, наприклад:
ТКЛ-2 АУЕО.028.004 ТУ - теплопровідний клей, призначений для установки і кріплення теплонавантаженому елементів і безкорпусних ІМС на ПП, відрізняється гарною технологічністю;
ТКЛ-150 АУЕО.028.011 ТУ - теплопровідний клей для збірки потужних мікрозборок, двокомпонентний склад, термін придатності 6 год;
УПЛ-3 АУЕО.028.018 ТУ - що швидко клей для прецизійного механізованого кріплення. Наноситься методом відбитки без нітеобразованія, дозволяє виробляти монтаж висновків елементів до проведення процесу повного отвердіння, скорочує технологічний цикл;
ТПК-69, ТПК-73 і ТПК-100 АУЕО.028.021 ТУ - теплопровідні плівкові клей забезпечують скорочення трудомісткості, термін зберігання до 6 міс.
Для закріплення пасивних компонентів в прямокутних корпусах і транзисторних корпусів (SOT) фірмою «Xerox» визначена оптимальна маса краплі адгезиву - 0,2 ± 0,05 мг, що забезпечує закріплення при мінімальному напливі на контактні площадки. Висота крапель повинна дозволяти фіксувати корпусу, що мають інтервал розташування над ПП від 0,5 до 1,0 мм .
2. ТЕХНОЛОГІЯ Нанесення адгезиву
Як вказувалося вище нанесення адгезиву виробляється трьома основними методами: методом трафаретного друку, груповим переносом крапель і методом крапельного дозована (табл. 1).
Таблиця 1. Характеристика методів нанесення адгезиву
Розглянемо особливості кожного з методів і застосовується устаткування.
Метод трафаретного друку застосовується для кріплення прямокутних корпусів розміром 1206 (3,05 x1, 5 мм) і більше. Він практично не знаходить застосування для фіксації транзисторних корпусів (SOT), а також корпусів ІМС (SO, PLCG), для яких потрібні малі розміри точок адгезиву.
Метод аналогічний вживаному в технології друкованих плат. На друковану схему накладають трафарет і адгезив рівномірно наносять на певні місця друкованої плати через отвори в трафареті. Проте при своїй простоті і продуктивності він не дозволяє наносити адгезив різної висоти і його можна використовувати тільки на рівних поверхнях. Висота нанесеного клею залежить від в'язкості адгезиву, а також від товщини трафарету. Трафаретний метод збільшує витрату клейової композиції. Процес менш гнучкий, тому що для кожного типу плат необхідно виготовлення нового трафарету. Трафаретне нанесення клею вимагає періодичного очищення нижнього боку шаблону, так як підсохлий клей перешкоджає точному позиціонуванню.
Трафарети, виготовлені з латуні, використовують частіше за інших, тому що вони є найдешевшими для виробників. Для збільшення терміну експлуатації можна використовувати трафарет з нержавіючої сталі. Товщина трафарету визначається властивостями клею (в'язкість) і відстанню між корпусом компонента і ПП.
Для трафаретного друку застосовуються ручні, напівавтоматичні і автоматичні пристрої (printer).
в ручному принтері всі операції, такі, як встановлення плати, трафарету, нанесення адгезиву, вдавлювання адгезиву здійснюються оператором. У конструкції передбачені напрямні для базування трафарету і плати, що направляють для зворотно-поступального руху ракіля, спеціальний гвинт для регулювання тиску ракіля.
У напівавтоматичному пристрої з пульта управління оператора здійснюється установка основних параметрів подачі і вдавлення адгезиву (швидкість і відстань переміщення ракіля, тиску вдавлювання, кут нахилу ракіля та ін) з можливістю їх контролю в процесі роботи установки. Трафарет встановлюється вручну. Більш складні пристрої містять системи візуального відображення точності суміщення плати і трафарету.
Автоматичні принтери виконують більшість технологічних контрольних операцій у програмно-керованому режимі. Вони ефективні для застосування в середньо-і великосерійному виробництві, коли необхідна висока точність нанесення адгезиву (для корпусів з малим кроком висновків). Завантаження і вивантаження плат проводиться за допомогою вбудованої конвеєрної системи. Всі параметри друку програмуються спеціальною програмою, що знаходиться в пам'яті комп'ютера. Позиціонування плати і трафарету здійснюється відеоконтрольний системою.
Встановлено, що найбільш оптимальною товщиною адгезиву, що наноситься методом трафаретного друку, є 0,2 мм . При меншій товщині ( 0,15 мм ) Не створюється необхідна міцність зчеплення, щоб утримати компонент на місці. При більшій товщині ( 0,25 мм ) Може мати місце затікання адгезиву на контактні майданчики та доріжки. Максимальна міцність кріплення компонента досягається, якщо адгезив видавлюється з під компонента з двох сторін на відстань 0,5 мм . У цьому випадку також гарантується незатеканіе адгезиву на сусідні провідники і контакгние майданчика. Застосування попереднього ультрафіолетового опромінення також перешкоджає розтіканню адгезиву, так як УФ випромінювання швидко формує на поверхні адгезиву тверду плівку. Повне затвердіння здійснюється при нагріванні.
Метод крапельного дозування дозволяє послідовно наносити краплі різної висоти. Дозовану краплю адгезиву можна наносити також і на нерівну поверхню.
Суть методу полягає в тому, що через спеціальний дозатор, що представляє собою перо діаметром 0,25-0,35 мм (рис.1.) Витісняють (пневматично, гідравлічно або за допомогою електричного приводу) крапля адгезиву. Для регулювання діаметру краплі зазвичай контролюється швидкість потоку рідини.
Рис. 1 Загальний вигляд дозатора адгезиву
Для дрібносерійного виробництва застосовуються спеціальні ручні і напівавтоматичні дозатори. Крім того, використовуються і автономні автоматичні пристрої.
У ручних пристроях всі операції, включаючи позиціонування, виконуються вручну, що знижує продуктивність і вимагає високої кваліфікації оператора. Застосовується імпульсно-пневматичний метод подачі адгезиву.
Напівавтоматичні пристрої мають програмне керування координатографа і дозуючої головкою з можливістю управління основними механізмами з вбудованого пульта Привід координатографа здійснюється від крокових або серводвигунів, що мають високу точність позиціонування. Встановлення та зняття плати виконуються вручну, притиснення до координатного столу - вакуумним присосів або механічно. Точність позиціонування забезпечується базуванням по краю плати або вбудованою системою візуального контролю. Точність системи повинна складати 10% від мінімального діаметру краплі. Наприклад, якщо крапля має діаметр 1,3 мм , То точність позиціонування повинна складати 0,13 мм .
Повністю автоматичні краплинні дозатори забезпечують повну автоматизацію всіх операцій. Вони звичайно вбудовуються в гнучкі автоматичні лінії ПМ. Додачу плат проводиться за допомогою конвеєра. Програмна перебудова всіх систем на черговий виріб здійснюється за допомогою вбудованого або центрального комп'ютера. Дозатори оснащуються системами технологічного контролю режимів роботи всіх механізмів і пристроїв. Вимоги щодо точності відповідають напівавтоматичним дозатором. Окрім систем точного позиціонування за координатами Х та Y такі пристрої мають датчики відстані пера дозатора від плати (лазерні, оптичні та інші), що також впливає на форму краплі і якість фіксації компонента. Контролюється і стабілізується також температура адгезиву, від величини якої значно залежить його в'язкість. Здійснюється автоматичний вибір оптимальної температури в залежності від марки адгезиву.
Один з найбільших виробників дозаторів припойними пасти і адгезиву у світі в даний час - фірма CAMELOT (Великобританія). Цією фірмою розроблений і випускається найшвидший дозатор (140 000 доз в 1 год), оснащений чотирма незалежними дозуючими головками, кожна з яких має продуктивність 35 000 доз в 1 ч. На головках розташовуються два шнекових дозатора, що забезпечують прецизійне нанесення матеріалу (одночасно працює вісім дозаторів). Це підвищує гнучкість обладнання при нанесенні різних розмірів доз, матеріалів, наприклад клею і пасти.
Вітчизняною промисловістю розроблені і випускаються пневмодозатори ЦДЖ-901, МДУ-1, Пульс-1, суміщені змішувачі-дозатори типу ГГМ 3.283.003 для двокомпонентних клеїв.
Перспективним пристроєм є напівавтоматичний дозатор КН-901. Нанесення адгезиву на поверхню здійснюється автоматично з позиціонуванням за допомогою двокоординатному крокового двигуна з управлінням процесом від вбудованого мікропроцесора. Обсяг краплі розраховується за часом закінчення адгезиву (можуть використовуватися і двокомпонентні склади). Продуктивність пристрою - 300 крапель на 1 ч.
Метод групового перенесення крапель адгезиву полягає в одночасному нанесенні адгезиву на всі точки поверхні плати дотримуючись потрібну товщину шару. Спеціальний утримувач з виразно встановленими голками опускається в ємність з адгезивом, рівень якого повинен бути постійним. У залежності від діаметра голок забирається певна кількість адгезиву (рис.2). Далі власник підводиться і поєднується з друкованою платою. При торканні плати на її поверхні у відповідності з топологією залишаються краплі адгезиву. Адгезив повинен володіти точно определеленной і постійної в'язкістю, тому до нього пред'являються підвищені вимоги і не всі типи адгезиви їм задовольняють. Необхідно мати на увазі, що при такому способі обсяг краплі може збільшуватися через «обростання» голки залишками адгезиву. Тому необхідна постійна очищення оснащення.
1 - ванна з адгезивом; 2 - тримач з набором голок; 3 - плата друкована
Рис. 2 Нанесення адгезиву методом крапельного перенесення:
Розглянутий метод найбільш ефективний для великосерійного виробництва, коли обсяг випущених однотипних виробів великої (оснащення повинна виготовлятися або переналагоджувати для кожної нової топології). Обладнання, що реалізує метод простий у використанні, ремонті та обслуговуванні, має порівняно низьку вартість.
Як вже згадувалося, затвердіння адгезиву здійснюється в залежності від складу при видаленні або протікання реакції полімеризації. При цьому застосовуються два методи активації: термічна і поєднана, опромінення ультрафіолетовим випромінюванням з наступною термічною обробкою. Найбільш широко використовується полімеризація при нагріванні в конвекційних печах (парогазової фазі) або в інфрачервоних печах. У конвекційних печах процес відбувається при більш низьких температурах, але вимагає більш тривалого часу. За рахунок меншої інерційності нагріву інфрачервоні печі дозволяють проводити полімеризацію при більш високих температурах за більш короткий проміжок часу (3-5 хв. При 120-100 ° С). Крім того, ці методи успішно застосовуються для пайки ПМ - виробів.
Полімеризація в ультрафіолетовому випромінюванні, як зазначалося вище, найчастіше застосовується в комбінації з нагрівом. При ультрафіолетовому опроміненні на поверхні адгезиву утворюється затверділа плівка, що перешкоджає його розтікання на сусідні конструктивні елементи друкованого монтажу.
ЛІТЕРАТУРА
1. Технологія поверхневого монтажу: Учеб. посібник / Кундас С.П., Достанко А.П., Ануфрієв Л.П. та ін - Мн.: «АРМІТ - Маркетинг, Менеджмент», 2000.
2. Технологія радіоелектронних пристроїв і автоматизація виробництва: Підручник / А.П. Достанко, В. Л. Ланін, А.А. Хмиль, Л.П. Ануфрієв; За заг. ред. А.П. Достанко. - Мн. Обчислюємо. шк., 2002
3. Роткоп Л.Л., Спокійний Ю.Є. Забезпечення теплових режимів при конструюванні радіоелектронної апаратури. - М., 2006.
4. Гуськов Г.Я., Блінов Г.А., Газаров А.А. Монтаж мікроелектронної апаратури М.: Радіо і зв'язок, 2006.-176с.
Заклад освіти «Білоруський державний університет
інформатики і радіоелектроніки »
Кафедра РЕЗ
РЕФЕРАТ
На тему:
«Технологія і обладнання для нанесення адгезиву»
МІНСЬК, 2008
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ Адгезиви
Призначення адгезиву - забезпечити фіксацію компонентів, зорієнтованих на контактних майданчиках, у процесі транспортування і пайки, особливо при пайку хвилею припою.
Основні вимоги, пропоновані до адгезиву:
• висока адгезійна здатність;
• необхідні діелектричні властивості;
• мінімальне виділення летких речовин;
• сумісність з конструкційними і технологічними матеріалами;
• стійкість до термоциклічної впливів;
• здатність витримувати високі температури пайки;
• висока швидкість полімеризації без зміщення компонентів;
• високі реологічні характеристики, що дозволяють наносити його на поверхню ПП будь-яким способом (трафаретний друк, крапельний перенесення або дозована подача).
Вибір адгезиву практично залежить від конкретного застосування з урахуванням його специфічних властивостей. Наприклад, однокомпонентні адгезиви більш прості в обігу, однак виділяють леткі речовини, двокомпонентні - вимагають точного дозування складових. Тому важливо мати конкретні рекомендації для вибору адгезиву, що задовольняє вимогам монтажу.
Вибір адгезиву визначається, перш за все, методом нанесення. В даний час застосовується нанесення адгезиву методом трафаретного друку, груповим переносом крапель і спеціальними дозаторами. Найбільш важливою властивістю адгезиву є його здатність утворювати краплю необхідних розмірів, що забезпечує заповнення самого великого проміжку між компонентом і платою.
Застосовувані адгезиви вимагають затвердіння. Умови і час затвердіння одно-і двокомпонентних адгезивів розрізняються. Однокомпонентні адгезиви отверждаются при температурі понад 125 С, двокомпонентні - при більш низькій температурі (80-150 ° С протягом 3-5 хв). Крім термічного методу твердіння, застосовується поєднання нагріву з опроміненням ультрафіолетовим (УФ) випромінюванням, що дозволяє прискорити цей процес. Однак такий метод може ефективно застосовуватися тільки для малогабаритних корпусів, незатеняющіх адгезив від прямого попадання УФ променів. Оптимальне отвежденіе адгезиву перед нанесенням флюсу, припою або перед транспортуванням ПП має становити не менше 70%.
Оптимальні режими твердіння повинні забезпечувати мінімальну усадку адгезиву і відсутність видалення летких речовин під час пайки. Слід мати на увазі, що навіть мала усадка може викликати значні напруження і деформації компонента і плати.
У процесі експлуатації виробу міцність з'єднання забезпечується вже припоєм. тому адгезиви можуть вилучатися при подальшій промиванні плати. Однак у відповідальних випадках цього необхідно уникати, так як при затримці технологічного циклу може знадобитися видалення і повторне нанесення адгезиву.
У технології ПМ адгезиви зазвичай виготовляються на основі епоксидних, акрилових та ціаноакрілових смол.
Епоксидні смоли добре відомі в електронній техніці. Для них характерна хороша стійкість до розчинників, вологостійкість, можливість полімеризації ультрафіолетовим випромінюванням, гарне заповнення і ремонтопридатність при місцевому нагріванні. Довговічність зберігань у відкритій ємності досить коротка. Деякі адгезиви виготовляються на основі двох компонентів, вимагають перемішування, що ускладнює їх практичне застосування.
В даний час на ринку є досить широкий вибір адгезивів. Зокрема, фірмою «Ерохов» (Німеччина) розроблена ціла гама адгезивів на основі епоксидних смол, наприклад:
«Epotek H-70E-4» - полімеризується протягом 5 хв при температурі 150 ° С, витримує температуру до 400 ° С, має високі реологічними властивостями, що дозволяє використовувати адгезив при великій товщині без розтікання (крапля на краплю);
«Nozland UVA-123» - аналогічний по властивостям «Epotek Н-70е-4», але може полимеризоваться як під впливом тепла, так і при опроміненні в ультрафіолетовому спектрі.
Акрилові смоли мають гарну вологостійкість і стійкі до розчинників, мають малий час полімеризації (3 хв при 120 0С), довговічні, але вони не придатні для трафаретного друку.
Ціаноакріловие смоли довговічні при зберіганні у відкритій ємності. Для них характерна швидка полімеризація і чутливість до води. Через посереднього заповнення використання ціаноакрілових смод трудомістко.
Ряд вітчизняних підприємств, що застосовують технологію поверхневого монтажу, випробували в якості адгезивів традиційні клеї ВК-9 і КБ-2 і визнали їх нетехнологічними через трудомісткість приготування і дуже тривалої полімеризації. ВО «Інтеграл» використовує клей БФ-4 для попередньої фіксації ПМ-компонентів перед паянням оплавленням ІК нагріванням.
Можливе використання при ПМ ряду адгезивів, застосовуваних у толстопленочной технології, наприклад:
ТКЛ-2 АУЕО.028.004 ТУ - теплопровідний клей, призначений для установки і кріплення теплонавантаженому елементів і безкорпусних ІМС на ПП, відрізняється гарною технологічністю;
ТКЛ-150 АУЕО.028.011 ТУ - теплопровідний клей для збірки потужних мікрозборок, двокомпонентний склад, термін придатності 6 год;
УПЛ-3 АУЕО.028.018 ТУ - що швидко клей для прецизійного механізованого кріплення. Наноситься методом відбитки без нітеобразованія, дозволяє виробляти монтаж висновків елементів до проведення процесу повного отвердіння, скорочує технологічний цикл;
ТПК-69, ТПК-73 і ТПК-100 АУЕО.028.021 ТУ - теплопровідні плівкові клей забезпечують скорочення трудомісткості, термін зберігання до 6 міс.
Для закріплення пасивних компонентів в прямокутних корпусах і транзисторних корпусів (SOT) фірмою «Xerox» визначена оптимальна маса краплі адгезиву - 0,2 ± 0,05 мг, що забезпечує закріплення при мінімальному напливі на контактні площадки. Висота крапель повинна дозволяти фіксувати корпусу, що мають інтервал розташування над ПП від 0,5 до
2. ТЕХНОЛОГІЯ Нанесення адгезиву
Як вказувалося вище нанесення адгезиву виробляється трьома основними методами: методом трафаретного друку, груповим переносом крапель і методом крапельного дозована (табл. 1).
Таблиця 1. Характеристика методів нанесення адгезиву
| Параметр | Трафаретний друк | Перенесення крапель груповим методом | Метод крапельного дозування |
| Технологія нанесення | Групова | Групова (в обмежених масштабах) | Групова, індивідуальна (в обмежених масштабах) |
| Призначення | Для плоских поверхонь | Для плоских і рельєфних поверхонь | Для плоских і рельєфних поверхонь |
| Точність регулювання | Висока | Невисока | Висока |
| Контроль якості | Неможливий | Можливий | Можливий |
| Очищення оснащення | Легко здійсненна | Легко здійсненна | Утруднена |
| Рівень внесених забруднень | Високий | Низький | Низький. |
| Продуктивність | Висока | Низька | Середня |
| Особливості | Великий розкид розмірів краплі | Можливість попа дання бульбашок повітря, рекомендується вакуумування нанесеного адгезиву |
Метод трафаретного друку застосовується для кріплення прямокутних корпусів розміром 1206 (3,05 x1, 5 мм) і більше. Він практично не знаходить застосування для фіксації транзисторних корпусів (SOT), а також корпусів ІМС (SO, PLCG), для яких потрібні малі розміри точок адгезиву.
Метод аналогічний вживаному в технології друкованих плат. На друковану схему накладають трафарет і адгезив рівномірно наносять на певні місця друкованої плати через отвори в трафареті. Проте при своїй простоті і продуктивності він не дозволяє наносити адгезив різної висоти і його можна використовувати тільки на рівних поверхнях. Висота нанесеного клею залежить від в'язкості адгезиву, а також від товщини трафарету. Трафаретний метод збільшує витрату клейової композиції. Процес менш гнучкий, тому що для кожного типу плат необхідно виготовлення нового трафарету. Трафаретне нанесення клею вимагає періодичного очищення нижнього боку шаблону, так як підсохлий клей перешкоджає точному позиціонуванню.
Трафарети, виготовлені з латуні, використовують частіше за інших, тому що вони є найдешевшими для виробників. Для збільшення терміну експлуатації можна використовувати трафарет з нержавіючої сталі. Товщина трафарету визначається властивостями клею (в'язкість) і відстанню між корпусом компонента і ПП.
Для трафаретного друку застосовуються ручні, напівавтоматичні і автоматичні пристрої (printer).
в ручному принтері всі операції, такі, як встановлення плати, трафарету, нанесення адгезиву, вдавлювання адгезиву здійснюються оператором. У конструкції передбачені напрямні для базування трафарету і плати, що направляють для зворотно-поступального руху ракіля, спеціальний гвинт для регулювання тиску ракіля.
У напівавтоматичному пристрої з пульта управління оператора здійснюється установка основних параметрів подачі і вдавлення адгезиву (швидкість і відстань переміщення ракіля, тиску вдавлювання, кут нахилу ракіля та ін) з можливістю їх контролю в процесі роботи установки. Трафарет встановлюється вручну. Більш складні пристрої містять системи візуального відображення точності суміщення плати і трафарету.
Автоматичні принтери виконують більшість технологічних контрольних операцій у програмно-керованому режимі. Вони ефективні для застосування в середньо-і великосерійному виробництві, коли необхідна висока точність нанесення адгезиву (для корпусів з малим кроком висновків). Завантаження і вивантаження плат проводиться за допомогою вбудованої конвеєрної системи. Всі параметри друку програмуються спеціальною програмою, що знаходиться в пам'яті комп'ютера. Позиціонування плати і трафарету здійснюється відеоконтрольний системою.
Встановлено, що найбільш оптимальною товщиною адгезиву, що наноситься методом трафаретного друку, є
Метод крапельного дозування дозволяє послідовно наносити краплі різної висоти. Дозовану краплю адгезиву можна наносити також і на нерівну поверхню.
Суть методу полягає в тому, що через спеціальний дозатор, що представляє собою перо діаметром 0,25-0,35 мм (рис.1.) Витісняють (пневматично, гідравлічно або за допомогою електричного приводу) крапля адгезиву. Для регулювання діаметру краплі зазвичай контролюється швидкість потоку рідини.
Рис. 1 Загальний вигляд дозатора адгезиву
Для дрібносерійного виробництва застосовуються спеціальні ручні і напівавтоматичні дозатори. Крім того, використовуються і автономні автоматичні пристрої.
У ручних пристроях всі операції, включаючи позиціонування, виконуються вручну, що знижує продуктивність і вимагає високої кваліфікації оператора. Застосовується імпульсно-пневматичний метод подачі адгезиву.
Напівавтоматичні пристрої мають програмне керування координатографа і дозуючої головкою з можливістю управління основними механізмами з вбудованого пульта Привід координатографа здійснюється від крокових або серводвигунів, що мають високу точність позиціонування. Встановлення та зняття плати виконуються вручну, притиснення до координатного столу - вакуумним присосів або механічно. Точність позиціонування забезпечується базуванням по краю плати або вбудованою системою візуального контролю. Точність системи повинна складати 10% від мінімального діаметру краплі. Наприклад, якщо крапля має діаметр
Повністю автоматичні краплинні дозатори забезпечують повну автоматизацію всіх операцій. Вони звичайно вбудовуються в гнучкі автоматичні лінії ПМ. Додачу плат проводиться за допомогою конвеєра. Програмна перебудова всіх систем на черговий виріб здійснюється за допомогою вбудованого або центрального комп'ютера. Дозатори оснащуються системами технологічного контролю режимів роботи всіх механізмів і пристроїв. Вимоги щодо точності відповідають напівавтоматичним дозатором. Окрім систем точного позиціонування за координатами Х та Y такі пристрої мають датчики відстані пера дозатора від плати (лазерні, оптичні та інші), що також впливає на форму краплі і якість фіксації компонента. Контролюється і стабілізується також температура адгезиву, від величини якої значно залежить його в'язкість. Здійснюється автоматичний вибір оптимальної температури в залежності від марки адгезиву.
Один з найбільших виробників дозаторів припойними пасти і адгезиву у світі в даний час - фірма CAMELOT (Великобританія). Цією фірмою розроблений і випускається найшвидший дозатор (140 000 доз в 1 год), оснащений чотирма незалежними дозуючими головками, кожна з яких має продуктивність 35 000 доз в 1 ч. На головках розташовуються два шнекових дозатора, що забезпечують прецизійне нанесення матеріалу (одночасно працює вісім дозаторів). Це підвищує гнучкість обладнання при нанесенні різних розмірів доз, матеріалів, наприклад клею і пасти.
Вітчизняною промисловістю розроблені і випускаються пневмодозатори ЦДЖ-901, МДУ-1, Пульс-1, суміщені змішувачі-дозатори типу ГГМ 3.283.003 для двокомпонентних клеїв.
Перспективним пристроєм є напівавтоматичний дозатор КН-901. Нанесення адгезиву на поверхню здійснюється автоматично з позиціонуванням за допомогою двокоординатному крокового двигуна з управлінням процесом від вбудованого мікропроцесора. Обсяг краплі розраховується за часом закінчення адгезиву (можуть використовуватися і двокомпонентні склади). Продуктивність пристрою - 300 крапель на 1 ч.
Метод групового перенесення крапель адгезиву полягає в одночасному нанесенні адгезиву на всі точки поверхні плати дотримуючись потрібну товщину шару. Спеціальний утримувач з виразно встановленими голками опускається в ємність з адгезивом, рівень якого повинен бути постійним. У залежності від діаметра голок забирається певна кількість адгезиву (рис.2). Далі власник підводиться і поєднується з друкованою платою. При торканні плати на її поверхні у відповідності з топологією залишаються краплі адгезиву. Адгезив повинен володіти точно определеленной і постійної в'язкістю, тому до нього пред'являються підвищені вимоги і не всі типи адгезиви їм задовольняють. Необхідно мати на увазі, що при такому способі обсяг краплі може збільшуватися через «обростання» голки залишками адгезиву. Тому необхідна постійна очищення оснащення.
1 - ванна з адгезивом; 2 - тримач з набором голок; 3 - плата друкована
Рис. 2 Нанесення адгезиву методом крапельного перенесення:
Розглянутий метод найбільш ефективний для великосерійного виробництва, коли обсяг випущених однотипних виробів великої (оснащення повинна виготовлятися або переналагоджувати для кожної нової топології). Обладнання, що реалізує метод простий у використанні, ремонті та обслуговуванні, має порівняно низьку вартість.
Як вже згадувалося, затвердіння адгезиву здійснюється в залежності від складу при видаленні або протікання реакції полімеризації. При цьому застосовуються два методи активації: термічна і поєднана, опромінення ультрафіолетовим випромінюванням з наступною термічною обробкою. Найбільш широко використовується полімеризація при нагріванні в конвекційних печах (парогазової фазі) або в інфрачервоних печах. У конвекційних печах процес відбувається при більш низьких температурах, але вимагає більш тривалого часу. За рахунок меншої інерційності нагріву інфрачервоні печі дозволяють проводити полімеризацію при більш високих температурах за більш короткий проміжок часу (3-5 хв. При 120-100 ° С). Крім того, ці методи успішно застосовуються для пайки ПМ - виробів.
Полімеризація в ультрафіолетовому випромінюванні, як зазначалося вище, найчастіше застосовується в комбінації з нагрівом. При ультрафіолетовому опроміненні на поверхні адгезиву утворюється затверділа плівка, що перешкоджає його розтікання на сусідні конструктивні елементи друкованого монтажу.
ЛІТЕРАТУРА
1. Технологія поверхневого монтажу: Учеб. посібник / Кундас С.П., Достанко А.П., Ануфрієв Л.П. та ін - Мн.: «АРМІТ - Маркетинг, Менеджмент», 2000.
2. Технологія радіоелектронних пристроїв і автоматизація виробництва: Підручник / А.П. Достанко, В. Л. Ланін, А.А. Хмиль, Л.П. Ануфрієв; За заг. ред. А.П. Достанко. - Мн. Обчислюємо. шк., 2002
3. Роткоп Л.Л., Спокійний Ю.Є. Забезпечення теплових режимів при конструюванні радіоелектронної апаратури. - М., 2006.
4. Гуськов Г.Я., Блінов Г.А., Газаров А.А. Монтаж мікроелектронної апаратури М.: Радіо і зв'язок, 2006.-176с.