Phun định lượng nhỏ cho phép quy trình sản xuất trong ngành công nghiệp điện tử trở nên hiện đại hơn, và tăng tuổi thọ của các linh kiện chuyên biệt. Hiện nay, chất kết dính, chất bịt kín, hợp chất potting hoặc kem dẫn nhiệt được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Đặc biệt, trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, điều kiện tiên quyết là đạt được hiệu suất ngày càng tăng, đòi hỏi việc sử dụng linh kiện càng nhỏ và đồng thời giảm chi phí sản xuất. Hệ thống phun định lượng hoàn toàn tự động, đạt độ tin cậy quy trình cao bao gồm trong cả dây chuyền bán tự động lẫn hoàn toàn tự động.
Minh họa bằng ví dụ về điện thoại thông minh: Các linh kiện được kết dính, điền đầy potting và bịt kín bởi hệ thống phun định lượng hoàn toàn tự động. Một camera trong điện thoại thông minh có tới 40 ứng dụng phun và dán keo khác nhau.
Các ứng dụng khác nhau của phun định lượng nhỏ:
• Trong các ứng dụng dán keo (Bonding), hệ thống phun phải có khả năng cung cấp sự ổn định tuyệt đối trong định lượng vật liệu. Một mặt, độ liên kết phải chịu được các tác động từ môi trường bên ngoài như dao động nhiệt độ cao, rung lắc hoặc độ ẩm. Mặt khác, chất kết dính còn dư trên các cạnh hoặc tràn giữa hai bộ phận đã lắp ráp là không thể chấp nhận được. Không phun quá nhiều hoặc quá ít keo dán: Trong hầu hết các ứng dụng, cần xác định được lượng vật liệu chính xác - không bị kéo sợi, hay nhiễu. Keo dán có thể gây ra thiệt hại lớn, ví dụ: do hư hỏng trong quá trình sản xuất. Hay có thể một lượng quá nhỏ sẽ làm giảm độ bền kết dính.
• Trong các ứng dụng Dam và Fill, một vách chắn từ vật liệu có độ nhớt cao, được gọi là "Dam/đập" ở dạng đường bao ngoài khép kín, được phủ trước trên bề mặt cần bịt kín. Khu vực bên trong sau đó được điền đầy bằng hợp chất bịt kín có độ nhớt thấp. Cả hai vật liệu sau đó được khô cùng nhau. Khu vực cần bảo vệ do đó được niêm phong và che chắn tối ưu trước các tác động bên ngoài. Mục tiêu chính là bảo vệ các cụm lắp ráp phức tạp và nhạy cảm.
• Glob Top bảo vệ các linh kiện nhạy cảm, thường là chip bán dẫn, khỏi ứng suất cơ học như rung động hoặc dao động nhiệt độ. Và nó cũng bảo vệ chúng khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài như độ ẩm hoặc ăn mòn. Đồng thời với Dam & Fill, một ma trận nhựa lỏng thường dựa trên nhựa epoxy được phủ, nhờ đó có thể loại bỏ ứng dụng Dam.
Ứng dụng Glob Top với ecoSPRAY preeflow by ViscoTec
• Các ứng dụng Underfill truyền thống chủ yếu được sử dụng để ổn định cơ học các linh kiện khác nhau trên bảng mạch in và cùng lúc bù đắp cho sự giãn nở nhiệt độ khác nhau. Nhờ đó, tránh khỏi sự thiệt hại do sự sốc. Theo quy luật, vật liệu keo được sử dụng trong quá trình này có hiện tượng chảy mao dẫn rất cao và lấp đầy hoàn toàn khoảng cách giữa con chip và PCB, mặc dù chất keo chỉ được định lượng dọc theo đường viền bên ngoài của con chip.
• Microdispensing là định lượng thể tích nhỏ trong khoảng 0,001 ml. Cho dù các ứng dụng phun định lượng đường keo (beads), bịt kín (sealing), phun điểm (dots), điền đầy (potting) hoặc 2 thành phần: Độ chính xác, độ lặp lại và độ tin cậy là điều cốt yếu. Ví dụ, hệ thống định lượng ViscoTec xử lý chất lỏng và pastes có độ nhớt thấp đến cao với độ chính xác lặp lại cao hơn 99%. Độ chính xác lặp lại phụ thuộc cả vào quy trình định lượng và đặc tính vật liệu.
• Điền đầy (Encapsulation) là một hợp chất potting điện tử được phủ lên một bề mặt xác định trước. Nó bảo vệ linh kiện trong quá trình vận chuyển và chống lại các tác động bên ngoài như rung, sốc, độ ẩm, bụi và nhiệt độ khắc nghiệt. Mối nối không chỉ bảo vệ mà còn cải thiện khả năng cách điện, bảo vệ chống hư hỏng và kháng hóa chất.
• Liên kết quang học (Optical Bonding) giúp loại bỏ khoảng cách giữa kính và màn hình của điện thoại thông minh và máy tính bảng, giảm ảnh hưởng của sự khúc xạ và phản xạ khác nhau. Ngoài ra, độ ổn định và khả năng chống hư hỏng của màn hình được tăng lên. Mục tiêu chính là cải thiện khả năng đọc của màn hình khi ngoài trời.
• Conformal Coating, ví dụ, bảo vệ các bảng mạch in (PCB) khỏi độ ẩm, nhiễm bụi hoặc hóa chất hoặc dao động nhiệt độ. Ngoài ra, độ tin cậy và đặc tính điện cũng có thể được cải thiện.
Ứng dụng tự động hóa cho các vật liệu nhớt khác nhau một mặt mang lại sự linh hoạt tối đa trong việc lựa chọn vật liệu phù hợp và mặt khác cho phép xử lý nguyên liệu đơn giản mà vẫn đảm bảo độ tin cậy tối đa.
Có một số thông số quan trọng xác định quá trình định lượng. Thời gian chu kỳ ngắn, ứng dụng theo chu kỳ hoặc hoạt động liên tục, chất lỏng có độ nhớt từ thấp đến cao/nhạy cảm với cấu trúc/chất rắn, các tổn thất do ma sát/rò rỉ/mài mòn/lão hóa/đứt gãy cơ học. Bơm định lượng phù hợp có tính đến tất cả các biến và được điều chỉnh cho phù hợp với vật liệu. Ngoài ra, các phản ứng hóa học có thể xảy ra dẫn đến mài mòn, chẳng hạn như biến dạng dẻo, mài mòn, ma sát tĩnh và cơ học đứt gãy. Để có thiết kế tối ưu của các thành phần định lượng cho chất lỏng có tính mài mòn hoặc hóa học, cần có bí quyết đặc biệt. Ngoài ra, nó thường là cần thiết để thực hiện thử nghiệm sơ bộ hoặc dài hạn.
Hệ thống định lượng phải được thiết kế như thế nào để các chất lỏng có độ nhớt cao, độ mài mòn và shear (*) sensitive có thể được xử lý một cách đáng tin cậy, đồng thời có thể chấp nhận được các thay đổi về tính chất dòng chảy của các chất lỏng này? Công nghệ khoang bơm lũy tiến kết hợp cả hai - khoảng thời gian bảo dưỡng dài do lắp ráp bơm tối ưu và khả năng vận chuyển vật liệu không phụ thuộc vào độ nhớt và độ trượt low-shear (*) tuyệt đối. Máy bơm định lượng dựa trên nguyên lý này, được gọi là nguyên lý piston vô tận, đạt được tuổi thọ dài và hiệu suất năng lượng rất cao.
Ưu điểm của nguyên lý piston vô tận
Hình dạng rotor-stator đặc biệt của công nghệ khoang bơm lũy tiến, và cũng của ViscoTec và dispenser preeflow, cho phép định lượng không ngắt quãng. Các lượng khác nhau, từ ít hơn 1 μl đến các lượng ml lớn hơn có thể được định lượng với độ chính xác cao nhất như ứng dụng điểm (dots), đường (beads) hoặc điền đầy (potting). Một ưu điểmquan trọng khác của nguyên lý piston vô tận là dòng chảy ngược tự động hoặc có thể lập trình được. Điều này ngăn không cho vật liệu nhỏ giọt khi kết thúc quá trình phun và đảm bảo định lượng sạch. Với công nghệ nhẹ nhàng, ngay cả những vật liệu rất nhạy cảm như keo UV hoặc keo anaerobic kị khí cũng có thể được định lượng. Do thiết kế nhỏ gọn và giảm trọng lượng của dispenser, chúng có thể được tích hợp vào hầu hết các hệ thống trục và robot. Và có thể được vận hành và kiểm soát như các đơn vị định lượng hoàn chỉnh trong hệ thống. Chúng cũng có thể được tích hợp dễ dàng vào các hệ thống sản xuất hiện có.
Phun định lượng nhỏ hoàn hảo: Nguyên tắc piston vô tận cho phép phun định lượng chính xác những lượng nhỏ nhất
• Tìm hiểu thêm về công nghệ tại đây: https://youtu.be/pF3MjKzWTkQ
Thiết bị phun với khoang bơm lũy tiến thuộc họ máy bơm vận chuyển thể tích. Lưu lượng thể tích và số lượng được định lượng tỷ lệ thuận với số vòng quay. Sự phối hợp chính xác của rotor và stator làm cho dispenser có áp suất chặt chẽ, do đó không cần thêm van. Nhờ đó, việc vận chuyển thể tích có thể được đảm bảo mọi lúc. Và lần lượt làm cho việc định lượng một cách nhẹ nhàng ngay cả với lượng nhỏ nhất có thể. Một bộ phận điều khiển riêng biệt cho phép người vận hành lập trình tốc độ. Nếu các đặc tính của chất kết dính được hiểu rõ, lượng cụ thể của người dùng có thể được lập trình thông qua bộ điều khiển - không phụ thuộc vào độ nhớt và nhiệt độ. Các bộ microdispensers từ ViscoTec và preeflow cho phép định lượng với lưu lượng thể tích từ 0,1 đến 60 ml/phút. Thông thường, bộ dispenser 1 và 2 thành phần được sử dụng trong các quy trình hoàn toàn tự động. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được sử dụng như thiết bị cầm tay.
• Khoang bơm lũy tiến (Nguyên lý piston vô tận) xem chi tiết tại đây: https://youtu.be/ICT5Kio1B0s
Sự kết hợp hoàn hảo: Bí quyết và công nghệ
Ví dụ, khoang bơm lũy tiến hoàn toàn thích hợp cho các chất lỏng nhạy cảm với áp suất có chứa hình cầu polymer rỗng, nhưng cũng cho các ứng dụng không phụ thuộc vào độ nhớt với chất lỏng lên đến vài triệu mPas hoặc vật liệu thixotropic. Ứng dụng 2K với tỷ lệ pha trộn lên đến 100:1 hoặc thậm chí các vật liệu có pot life ngắn có thể dễ dàng xử lý và định lượng trực tiếp theo yêu cầu.
Vật liệu cần định lượng được chuẩn bị hoàn hảo cho ứng dụng phun trực tiếp, nhẹ nhàng và nguồn cung cấp liên tục, điều này cũng có thể đạt được với khoang bơm lũy tiến. Dung dịch cần xử lý trước có thể được đưa vào hệ thống kết hợp chiết hoặc xử lý trong bồn chứa để đồng nhất vật liệu và khử bọt khí. Danh mục sản phẩm của chuyên gia công nghệ định lượng từ Bavaria cung cấp tất cả những điều này. Quá trình định lượng được lập kế hoạch tối ưu và điều chỉnh cho phù hợp với ứng dụng tương ứng - từ việc làm rỗng thùng chứa thông qua việc chuẩn bị nguyên liệu đến định lượng thực tế - để có độ tin cậy tối đa cho quy trình và kiểm soát chi phí.
Hệ thống định lượng ViscoTec và preeflow có sức thuyết phục trong nhiều ứng dụng: Nhờ nguyên lý piston vô tận, được tích hợp trong toàn bộ danh mục sản phẩm, chất lỏng và kem được định lượng hoàn toàn theo thể tích và được xử lý cực kỳ nhẹ nhàng. Chất kết dính dạng rắn và nhạy cảm với shear (*) cũng có thể được truyền dẫn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào - và với độ chính xác lặp lại là 99% - mà không có tạp khí! Ngoài việc đóng rắn bằng tia UV và nhiều loại chất kết dính khác, kem hàn, kem dẫn điện hoặc nhiệt hoặc những chất lỏng khác có độ nhớt khác nhau, từ dạng nước đến dạng kem cũng được xử lý.
Ứng dụng kem tản nhiệt trong pin (battery pack)
Dispenser không chứa kim loại: Phủ keo kị khí anaerobic trên ổ bị của thanh shaft
Chi phí bảo trì thấp, độ tin cậy quy trình tuyệt đối và độ tin cậy lập kế hoạch cao là điều quan trọng đối với các nhà cung cấp hệ thống. Máy bơm và dispenser định lượng thể tích thuần túy kết hợp nhiều ưu điểm khác nhau: Quy trình định lượng chạy độc lập với áp suất, thời gian và nhiệt độ. Ngoài ra, với công nghệ kín, không van đảm bảo việc xử lý rất dễ dàng.
Kỹ thuật & Tư vấn
Lợi thế khi làm việc với ViscoTec: Hầu hết mọi ứng dụng định lượng hoạt động tốt đều bắt đầu với lời khuyên của chuyên gia và các quyết định được cân nhắc kỹ lưỡng. Các yêu cầu của quy trình và nguyên liệu định lượng phải được xác định. Các thành phần định lượng thích hợp được chọn và xác định các thông số ứng dụng chính xác. Các ứng dụng định lượng được mô phỏng trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và tất cả các thông số được kiểm tra và tối ưu hóa lại - việc xác nhận được thực hiện. Các kết quả đáng tin cậy của các thử nghiệm như vậy có thể dễ dàng chuyển sang ứng dụng thực tế để tích hợp nhiệm vụ định lượng vào quy trình tổng thể.
Sự hợp tác tích cực giữa khách hàng, nhà sản xuất vật liệu và nhà sản xuất công nghệ định lượng cho phép xác định các giải pháp phù hợp từ việc lựa chọn vật liệu đến thực hiện trong quá trình định lượng. Tham vấn toàn diện dẫn đến sự phát triển đồng nhất của ứng dụng định lượng có thể lặp lại cao, và từ đó tăng tốc độ sản xuất và độ tin cậy của quy trình. Và tất cả điều này với toàn bộ chi phí kiểm soát. Khách hàng nhận được sự hỗ trợ và dịch vụ nhanh chóng từ các đối tác chuyên biệt khắp nơi trên thế giới. Phụ tùng và phụ kiện luôn có trong kho và sẵn sàng trong thời gian ngắn – trên toàn cầu.