关于目前行业内点胶技术的分类汇总

发布时间:2018-09-01 16:01        

这些年来,随着电子封装和各个产业的迅速发展,使得这些行业对粘合剂以及合成树脂产品的需求不断加大,从而促进了定量点胶机技术的快速发展,定量点胶技术应用范围十分的广泛,如半导体封装工业、集成电路产业、SMT/PCB装配再到一般性的工业焊接、密封、注涂。

定量点胶技术也从早起简单的设计、单一的功能、没有光学识别系统、而且还是单胶头的点胶设备逐步发展到现在的结构复杂、多功能、多胶头、具有独特点胶针头的点胶系统。很大程度上方便了客户的应用!

对于定量点胶技术,必须通过程序控制和机械控制来提高点胶的定量精度,从而实现整个过程的胶体流速和点胶效果的一致性。从而保证整个点胶过程胶体流速和点胶效果一致!

1 点胶技术的分类

根据胶液是否与执行部件接触,可分为接触式点胶和非接触式点胶。时间/压力型点胶和活塞计量泵式点胶等都是胶液直接与执行器接触,因此属于接触式点胶;蠕动泵型点胶,胶液只在软管中流动,没有直接和执行部件(蠕动泵)接触,因此属于非接触式点胶。

1.1  时间/压力型点胶技术

时间/压力型点胶(Time-pressure Dispensing)通过调节压缩空气的压强与作用时间来控制点胶量,因此气压大小和点胶时间的长短直接影响点出的胶体体积。这种点胶技术设备简单,只需采用脉动的空气压力和针管就能实现点胶。它适用于中等粘度的胶体,成本低,操作、维护方便。在半导体封装设备中,70%以上的点胶机采用这种技术。

但是,它也存在不足之处。在点胶过程中,压缩空气反复压缩胶体,会使其产生热量,从而影响胶体的粘度;随着针筒内剩余的胶体越来越少,针筒内气体的体积越来越大,将这些气体压缩到一定压强就需要更多的时间。在高速点胶时,对这些因素的控制更是困难。

1.2  活塞计量泵式点胶技术

活塞计量泵式点胶(Piston Pump)用类似于活塞-气缸的机构实现点胶。先将胶体引入到一个开口的缸体中,由马达驱动的活塞将缸体密闭并产生运动,直到将缸体中的胶体全部从点胶头挤出。实际上,这种方法控制的是缸体内的流体体积而非流体压力,避免了胶体特性变化的影响。

不管胶体的粘度如何变化,采用这种技术点出的胶量能够始终保持不变,出胶量一致性较好。其缺点在于利用机械运动点胶速度不会很快;点胶量大小不好调节;需要专门设计的点胶头,维护性较差。

1.3  非接触式蠕动泵型点胶技术

非接触式蠕动泵点胶(Peristaltic Pump Dispensing)的机械原理是通过对泵管的交替挤压和释放来泵送流体。多数蠕动泵分为泵头、泵管以及驱动器3个组件。工作中,当转子相继碾过柔软的泵管,在2个转子之间会形成泵室,其大小取决于泵管的内径和转子的几何特征。

由于只有泵管是液体流过的部件,所以对泵的维护和清洁简单。可泵送液体、气体以及粘性流体,运行效益高,无污染。但是它也有一定的局限性。由于蠕动泵使用了柔性泵管,故其能承受的压力有限。

随着管内压力的增加,泵管向外鼓胀,紧压转子而造成磨损,泵管在较高压力下可能会产生爆裂。蠕动泵的流量也比较低。另外,在有些需要小流量、要求小脉冲的场合,可以通过增加转子的数量以实现快速、连续地泵送,可以非常理想地降低泵送过程的脉冲。

2 智能时间/压力型点胶技术研究进展

由于时间/压力型点胶便于维护,耗材普遍,因此,得到广泛的应用。然而,这种靠压缩空气迫使针筒内的液体从针尖流出的点胶设备,虽然对空气压力及其作用时间的控制有非常好的效果,但是因其影响点胶一致性的主要因素比较多,造成设备对胶体粘度和针筒内胶体剩余量的控制十分困难,国内外各大专业点胶机生产商都在进行这方面的研究。

目前,久巨自动化开发一种基于微机控制,以实现对胶体粘度和对针筒内胶体的剩余量控制的精密点胶装置。首先该点胶装置引入了电气比例阀,实现精密调压和连续点胶控制,在不停止点胶的情况下实现压力的变化。其次实现了数据信息的掉电保存,具有开机可重复调用的功能。

安装加热器来升高胶体温度是稳定胶体粘度的一种方法。提高胶体温度能最大限度地降低脉冲所引起的温度变化,有助于稳定胶体的一致性。另外它还能降低胶体的粘度。较低粘度的胶体产生的拖尾和拉丝现象比高粘度胶体要少。

在点胶过程中,随着针筒内剩余的胶体越来越少,针筒内气体的体积会越来越大。当针筒变空时,压缩针筒内的气体也需要更多的时间。由于增压时间的不同,当针筒变空时,会引起点胶量的重大变化。

因此随着针筒内气体体积的增加,可适当地延长加压时间,以补偿对点胶所产生的影响。另外,也可通过真空回吸方法来进行点胶补偿。采用这种方法,能够在活塞和料液之间形成一段真空段,压缩针筒内的气体仅需很少的时间。这种真空回吸方法是目前点胶机行业中普遍采用的补偿方法。

展望:

可以预见,将来的半导体封装工业仍会采用定量点胶这一技术,而且会有进一步扩大的趋势,因此对点胶技术及点胶装置的研究也必将会持续下去。随着纳米电子时代的到来,电子封装技术必将面临更加严峻的挑战,也孕育着更大的发展。

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