reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© grzegorz kula dreamstime.com Technologie | 19 pa┼║dziernika 2015

Technologia Hot-Bar

Artyku┼é stanowi zapowied┼║ seminarium ÔÇśTechnologia Hot-Bar umo┼╝liwiaj─ůca lutowanie i klejenie ta┼Ťm typu FlexÔÇÖ, organizowanego 28-29 pa┼║dziernika przez AMB Technic. Evertiq jest partnerem medialnym przedsi─Öwzi─Öcia.
W technikach monta┼╝u obwod├│w drukowanych szczeg├│lnym punktem jest ┼é─ůczenie obwod├│w elastycznym z┼é─ůczem np. mi─Ödzy p┼éytkami PCB lub ekranami ciek┼éokrystalicznymi LCD a PCB. Pojawia si─Ö wtedy konieczno┼Ť─ç wykonania niezawodnego z┼é─ůcza w kr├│tkim czasie. Je┼Ťli we┼║miemy pod uwag─Ö, ┼╝e takie z┼é─ůcze mo┼╝e sk┼éada─ç si─Ö z nawet kilkuset pad├│w, zagadnienie zaczyna si─Ö komplikowa─ç.

R─Öczne wykonanie takich z┼é─ůcz lub nawet automatyczne za pomoc─ů lutowania i np. pasty lutowniczej by┼éoby drog─ů przez m─Ök─Ö. Ka┼╝dy, kto pr├│bowa┼é takie z┼é─ůcze wykona─ç wie, o czym m├│wimy. Dlatego powraca na rynek elektroniczny stara, a jednocze┼Ťnie ca┼ékowicie od┼Ťwie┼╝ona technologia, w kt├│rej stosowane s─ů precyzyjnie wykonane termody.

Obudowana wsp├│┼éczesnymi mo┼╝liwo┼Ťciami pomiaru i kontroli staje si─Ö narz─Ödziem likwiduj─ůcym w─ůskie gard┼éa. Ze wzgl─Ödu na brak polskiej nomenklatury b─Ödziemy j─ů nazywali ÔÇśhot-barÔÇÖ, gdy┼╝ polskie sformu┼éowanie np. technologia ┼é─ůczenia za pomoc─ů gor─ůcego pr─Öta, nie wydaje si─Ö by─ç szcz─Ö┼Ťliwe.

Hot Bar coraz bardziej popularne

Telekomunikacja, motoryzacja, medycyna, AGD czy lotnictwo ka┼╝da z tych dziedzin przemys┼éu posiada aplikacje, kt├│re wymagaj─ů zastosowania po┼é─ůcze┼ä ta┼Ťmami FFC (Flexible Flat Cable), potocznie zwanymi flexami czy te┼╝ ta┼Ťm wielo┼╝y┼éowych.


Rysunek 1: Maszyna Nordson DIMA C-Prime
Technologia hot bar prze┼╝ywa wi─Öc obecnie renesans. Coraz wi─Öcej urz─ůdze┼ä wyposa┼╝onych jest w ciek┼éokrystaliczne lub ledowe wy┼Ťwietlacze. Coraz wi─Öcej urz─ůdze┼ä ma r├│wnie┼╝ podzespo┼éy elektroniczne poumieszczane w r├│┼╝nych miejscach i konieczne jest zapewnienie wydajnej komunikacji pomi─Ödzy nimi. Za pomoc─ů ta┼Ťm FFC ┼é─ůczone s─ů p┼éytki PCB mi─Ödzy sob─ů, jak r├│wnie┼╝ p┼éytki PCB z wy┼Ťwietlaczami. Co wi─Öcej, w tej technologii mo┼╝emy lutowa─ç pojedyncze kable do PCB.

Podstawy technologii

G┼é├│wny element roboczy maszyny zwany termod─ů (fot.3) generuje ciep┼éo, kt├│re transferowane jest poprzez docisk do lutowanego z┼é─ůcza. Termoda zamontowana jest natomiast do g┼éowicy (fot.2), poruszaj─ůcej si─Ö w jednej osi (pionowo), a jej nap─Öd realizowany jest pneumatycznie.


Rysunek 2: Głowica termody


Rysunek 3: Termoda
Termoda w stanie spoczynku zazwyczaj pozostaje zimna, a proces grzania rozpoczyna si─Ö zaraz po tym, jak zostaje osi─ůgni─Öta w┼éa┼Ťciwa si┼éa docisku do lutowanych element├│w. Stosowane jest r├│wnie┼╝ wieloetapowe podgrzewanie termody, wed┼éug zdefiniowanych w trakcie tworzenia procesu profili temperaturowych. Temperatura po┼é─ůczona z naciskiem powoduje p┼éyni─Öcie lutu. Oba parametry pracuj─ů w zdefiniowanym re┼╝imie technologicznym, mamy wszak do czynienia z delikatnymi elementami. Przebieg grzania i nacisku termody jest programowany i ┼Ťci┼Ťle kontrolowany.

Termoda po zako┼äczeniu procesu jest ch┼éodzona w spos├│b kontrolowany i unoszona. Powierzchnia styku termony jest najcz─Ö┼Ťciej jednowymiarow─ů wst─Ög─ů, chocia┼╝ teoretycznie mo┼╝na realizowa─ç w ten spos├│b po┼é─ůczenia o bardziej z┼éo┼╝onych kszta┼étach.

Technologia Hot Bar spotykana jest najcz─Ö┼Ťciej w trzech obszarach, z kt├│rych ka┼╝dy otrzyma┼é w┼éasn─ů nomenklatur─Ö.


Rysunek 4: Z┼é─ůcze typu flex
1. Hot bar soldering ÔÇô po┼é─ůczenie ta┼Ťmy FFC (lub przewodu wielo┼╝y┼éowego) z p┼éytk─ů PCB za pomoc─ů lutowania. (Rysunek 4). Podczas lutowania ciep┼éo jest transferowane poprzez docisk termody. W tej technologii stosowana jest cz─Östo separuj─ůca ta┼Ťma kaptonowa, zabezpieczaj─ůca termod─Ö przed niepo┼╝─ůdanym zabrudzeniem np. topnikiem lub cyn─ů. Wprowadza ona oczywi┼Ťcie pewne zmiany do procesu, jednak proces przy jej pomocy jest bardziej stabilny, a ┼╝ywotno┼Ť─ç termody zwi─Öksza si─Ö czasem wielokrotnie.

2. Heat seal bonding ÔÇô w tej technologii na ta┼Ťmie FFC naniesiony jest wst─Öpnie klej, kt├│ry w trakcie podgrzewania ulega rozp┼éywowi oraz przy dalszym wzro┼Ťcie temperatury, usieciowaniu. W takim przypadku kluczowymi parametrami s─ů rozk┼éad nacisk├│w, precyzja wymiarowa wykonania termody oraz jej prowadzania, a tak┼╝e jeszcze bardziej restrykcyjnie kontrolowany profil podgrzewania i ch┼éodzenia. Wynika to z ma┼éej grubo┼Ťci ta┼Ťmy i najcz─Ö┼Ťciej w takim przypadku znacznego zag─Öszczenia pad├│w.

Heat seal bonding zgodnie z nazw─ů jest wi─Öc zasadniczo procesem klejenia. Z┼é─ůcze elektryczne powstaje niejako przy okazji. Aby chroni─ç termod─Ö stosujemy system przewijaj─ůcy ochronn─ů ta┼Ťm─Ö silikonow─ů. Do precyzyjnego ustawiania flex├│w s─ů u┼╝ywane kamery oraz specjalne uchwyty wykonane w w─ůskich tolerancjach.

3. ACF laminating ÔÇô po┼é─ůczenie ta┼Ťmy FFC z p┼éytk─ů PCB lub szklanym wy┼Ťwietlaczem za pomoc─ů ta┼Ťmy ACF (Anisotropic Conductive Film) (Rysunek 5). W tej technologii musimy doda─ç proces laminowania ta┼Ťmy klejowej zawieraj─ůcej ziarna metalu, np. niklu, jest to wi─Öc proces dwuetapowy. Wykonawca musi niejako sam na┼éo┼╝y─ç klej na z┼é─ůcze, a potem je wykona─ç w nast─Öpnym kroku. Przy czym drugi krok jest w znacznym stopniu podobny do technologii heat seal bonding.

Technologia ACF oparta jest wi─Öc na po┼é─ůczeniu dw├│ch r├│┼╝nych materia┼é├│w klejem termoutwardzalnym z cz─ůstkami przewodz─ůcymi, dostarczonym osobno w ta┼Ťmie.


Rysunek 5: Po┼é─ůczenie za pomoc─ů ta┼Ťmy ACF.

4. Hot bar staking ÔÇô formowanie g┼é├│wek nit├│w z tworzywa sztucznego ukszta┼étowanych wst─Öpnie w procesie wtrysku (Rysunek 6 oraz 7).


Rysunek 7: Przykład zastosowania heat stakingu
Formowanie nit├│w jest pierwszym zastosowaniem technologii hot bar: kilkadziesi─ůt lat temu by┼éa u┼╝ywana do ┼é─ůczenia element├│w wykonanych z termoplast├│w. Poniewa┼╝ wymagania w tym obszarze nie s─ů tak wyg├│rowane, nie zosta┼éa odnotowana w podr─Öcznikach historii. Jenak do dzi┼Ť bywa stosowana przy wydajnym i trwa┼éym monta┼╝u obwod├│w PCB w obudowach.


Rysunek 6: Formowanie nit z tworzywa sztucznego

Podsumowanie

Maszyny typu do technologii hot-bar nie s─ů ju┼╝ dzi┼Ť prost─ů grza┼ék─ů dociskan─ů za pomoc─ů r─Öcznej d┼║wigni. Wsp├│┼éczesny hot-bar to precyzyjna prasa, wyposa┼╝ona w zawansowany system pomiaru temperatury i docisku. Ca┼éa technologia oparta jest na troskliwym zdefiniowaniu okna technologicznego, kt├│re czasem jest bardzo ograniczone.

Ustawianie i konserwacja urz─ůdzenia wymaga zastosowania zawansowanych i specjalistycznych narz─Ödzi. To, ┼╝e serwis takich urz─ůdze┼ä oraz ich naprawy wymaga wyszkolonego in┼╝yniera wydaje si─Ö oczywistym. Warto jednak pami─Öta─ç, ┼╝e jak w wielu wsp├│┼éczesnych technologiach r├│wnie┼╝ operator musi by─ç przeszkolony, ┼Ťwiadomy i posiadaj─ůcy minimum kultury technicznej.

Coraz cz─Ö┼Ťciej zachodzi konieczno┼Ť─ç automatyzacji procesu, wi─ů┼╝e to si─Ö z wyposa┼╝aniem maszyn hot-bar w obrotowe stoliki z kilkoma stanowiskami na kt├│rych wykonywane s─ů r├│┼╝ne operacje, np. nak┼éadanie fluxu, czy te┼╝ zgrzewnie najpierw jednego ko┼äca flexa a p├│┼║niej drugiej. Istnieje te┼╝ mo┼╝liwo┼Ť─ç integracji technologii hot-bar na maszynach typu in-line.

┬ę DIMA

Artyku┼é opublikowano dzi─Öki uprzejmo┼Ťci firmy AMB Technic. Autorami artyku┼éu s─ů Cezary Tomczyk oraz Grzegorz Szypulski.
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
December 13 2018 13:08 V11.10.14-2