24-08-2017

Жизненно важно. Селективная влагозащита: пять шагов к успеху

Кремлёв Кирилл, руководитель проектов kremlev@dipaul.ru

Защита электронных модулей от воздействия различных факторов (погодных, механических, химических и прочих) широко распространена в радиоэлектронной промышленности. Для многих областей, где активно используется «ответственная» электроника, подобная защита необходима, ведь отказ электронного модуля в медицинском, навигационном или в военно-космическом оборудовании  неминуемо приведет к катастрофическим последствиям.

Одним из наиболее современных и востребованных способов защиты является селективное нанесение, получившее широкое распространение благодаря гибкости предназначенного оборудования и максимальной автоматизации процесса. Способ не только позволяет нанести покрытие в короткие сроки, но и сделать это с высокой точностью и повторяемостью. Современные автоматы селективного нанесения способны на все то, что делают операторы и лакировщики, которые наносят покрытия вручную (кистями и спреями), но при этом отличаются механической точностью и постоянством.

Нередко возникает вопрос о подборе оборудования для селективного нанесения. Конечно, итоговое решение по оборудованию для каждого производства должно быть индивидуальным — сказывается многообразие технологических задач и целей. Но алгоритм выбора можно обобщить в одну универсальную схему, которую мы и предлагаем в этой статье.

 

Шаг первый. Что, как и зачем?

Для начала рассмотрим несколько простых вопросов:

• Что будем защищать?
• Как будем защищать?
• Зачем мы это защищаем?

На первом этапе эти вопросы наиболее важны, так как, безусловно, необходимо отталкиваться от конкретного изделия и технологии. Для начала нужно определить, какое у нас изделие: его форма, размеры, сложные места, участки, не требующие покрытия. Далее необходимо определиться, как сформировать данное защитное покрытие и как нанести материал на поверхность, чтобы не нарушить функциональность изделия и его долговечность. И, наконец, требуется понять, зачем мы защищаем изделие (от воздействия каких факторов и условий).

Рис. 1. Печатная плата, покрытая УФ-лаком (селективное покрытие, в темных областях покрытие отсутствует)

 

Анализ перечисленной информации поможет понять:

• Какой материал, соответствующий технологии, следует применить.
• Какие способы нанесения защиты и на каких участках будут использоваться. Например, сперва наносится защитный лак-гель вокруг разъемов и площадок заземления, затем напыляется покрытие на остальную площадь изделия и точечно наносится материал под высокие компоненты.
• Какой ожидается результат.

 

Шаг второй. Сушка — это важно

При нанесении материала можно использовать различные способы, но при сушке необходимо строго соблюдать режим, указанный производителем. В том числе, и поэтому одной из важнейших стадий в процессе устройства защитного покрытия является сушка. Несоблюдение рекомендованных режимов приводит к некачественному покрытию и, тем самым, к браку изделия.

 Рис. 2 IR-печь (1), UV-печь (2), Конвекционная печь (3)

 

Современное оборудование фирмы Nordson DIMA B.V. работает с большинством материалов, представленных на рынке, и делится на три основных группы: печи с ИК-лампами (1), печи с УФ-лампами (2), печи с конвекционными нагревателями (3).

 

Шаг третий. Выбор инструмента

Без правильно подобранного дозирующего инструмента для нанесения материалов сложно надеяться на качественный результат. Дозирующие устройства фирмы Nordson DIMA B.V. представлены разнообразной линейкой и имеют широкий диапазон применения, что позволяет с легкостью подобрать необходимый инструмент под конкретный материал, вязкость и способ нанесения. Перечень доступных для нанесения материалов огромен, к тому же, помимо европейских материалов, данные инструменты способны работать с материалами отечественных производителей (УР-231, ЭП).

 

Шнековый инструмент

Этот инструмент открытого типа используется, когда материал подается на винт (шнек) с помощью небольшого давления. При вращении винта материал поступает на плату. Количество наносимого материала управляется количеством оборотов мотора, приводящего в движение шнек. Наносимый материал должен быть достаточно вязким, чтобы он не вытекал из инструмента.

Рис. 3. Шнековый инструмент DD-5100

 

Мембранный инструмент

Этот инструмент предназначен для нанесения материалов низкой и/или средней вязкости. Его отличительная черта — высокая точность нанесения. Размер дозы настраивается с помощью нескольких параметров, таких как время открывания и давление в комбинации с ограничителем хода.

Рис. 4. Мембранный инструмент DD-5110

 

Игольчатый инструмент

Этот инструмент представляет собой иглу из нержавеющей стали, через которую под высоким давлением подается наносимый материал. Основное достоинство этого инструмента — высокая скорость тока материала с высокой вязкостью и, как следствие, короткий рабочий цикл выполнения операции. Объем наносимого материала контролируется двумя параметрами: временем, в течение которого открыт клапан, и расстоянием, на которое отрыт клапан. Микрометрический винт позволяет точно настроить объем наносимого материала.

Рис. 5. Игольчатый инструмент DD-5130

 

Инструмент с малой площадью распыления материала

Этот инструмент предназначен, прежде всего, для селективного нанесения защитных материалов. Если задать определенную ширину струи, то можно наносить материал узкими полосками точно на элементы с четко обозначенными углами, обходя те области, которые этого не требуют.

Рис. 6. Инструмент с малой площадью распыления DD-5140

 

Инструмент с большой площадью распыления материала

Этот инструмент также предназначен для селективного нанесения защитных материалов, но, в отличие от предыдущего, у него область распыления материала существенно больше.

Рис. 7. Инструмент с большой площадью нанесения DD-5141

 

Струйный инструмент

Струйное нанесение материалов становится все более и более популярным. Компания Nordson Dima B.V. предлагает несколько таких инструментов, способных наносить материал дозами, начиная от 9 нл, с повторяемостью 1%.

Рис. 8. Струйный инструмент DD-5160

 

Инструмент для безвоздушного нанесения

Безвоздушное нанесение материалов, несмотря на ряд ограничений, позволяет повысить скорость нанесения и его аккуратность. Компания Nordson Dima B.V. предлагает данный тип инструмента для машин со скоростью перемещения по осям ХY не менее 700 мм/с.

Рис. 9. Инструмент для безвоздушного напыления DD-5150

 

Рис. 10. Безвоздушное нанесение материала клапаном DD-5150

 

Рис. 11. Инструмент DD-5150 для безвоздушного напыления (в разобранном виде)

 

Шаг четвертый. Установка выбранного инструмента на машину

Одним из явных преимуществ установок компании Nordson Dima B.V. является то, что, благодаря унифицированной платформе и современному программному обеспечению, на каждый тип машин может быть установлен любой инструмент (за исключением инструмента безвоздушного нанесения). Владея всей предыдущей информацией, легко подобрать оптимальную по производительности и задачам платформу.

Рис. 12. Настольный дозатор DD-500

 

Настольный дозатор

Отличительные особенности:

• один инструмент;
• большой рабочий стол;
• быстрая переналадка;
• работа с различными инструментами.

Дозатор Dispense Master DD-500 — это настольное устройство, предназначенное для дозирования эпоксидной смолы, паяльной пасты, клея, герметиков, масок и других материалов при их нанесении на корпуса, печатные платы и другие изделия. Dispense Master может работать, как обычный дозатор, или же может быть доукомплектован различными дозирующими инструментами для нанесения линий, заливки или распыления. Для работы с прототипами печатных плат дозатор может оснащается сверлильным модулем для высверливания отверстий.

Это одно из немногих настольных устройств, в которых осуществляется движение дозирующей головки по осям X, Y и Z вместо движения рабочего стола с изделием. Дозатор оснащен стандартной камерой для программирования, распознавания реперных знаков, настройки. Благодаря большой библиотеке различных корпусов компонентов (как и в ПО установщиков компонентов DIMA) этот дозатор очень прост в программировании. Для повышения эффективности работы доступна функция конвертации CAD-данных в управляющую программу.

Также оператор может создавать различные модели нанесения материала: линии, арки, круги, эллипсы, спирали, отдельные точки, заливку и т.д. Есть функция клонирования уже созданных моделей.

 

Установка серии Elite

Отличительные особенности

• использование до трех инструментов;
• высокая скорость (до 1000 мм/с);
• модульная конфигурация;
• вся линейка инструментов для работы.

Рис. 13. Установка селективной влагозащиты DR-061 (серия Elite)

 

Установки компании Nordson Dima B.V серии Elite применяются для нанесения различных типов материалов (лаки, пасты, герметики, компаунды и т.д.) в автоматическом режиме. Они позволяют наносить влагозащитные материалы на печатные платы различной степени сложности, обладают высокой гибкостью за счет одновременного использования нескольких дозирующих инструментов и характеризуются повышенной скоростью нанесения. Существует два варианта исполнения: автономное и конвейерное.

 

Установка серии Hybrid

Отличительные особенности

• максимальная гибкость;
• большая рабочая площадь;
• использование до четырех инструментов одновременно, с вращением каждого на 370°;
• большой выбор инструментов.

Рис. 14. Установка селективной влагозащиты HC-200 (серия Hybrid)

 

Данная установка применяется для нанесения различных типов материалов (лаки, герметики, компаунды и т.д.) в автоматическом режиме в условиях мелкосерийного и среднесерийного производств. Установки серии Hybrid позволяют наносить влагозащитные материалы на печатные платы любой степени сложности. Обладают высокой гибкостью за счет одновременного использования нескольких дозирующих инструментов. Существует два варианта исполнения: автономное и конвейерное.

 

Шаг пятый. Оптимизация процесса

Компания Nordson Dima B.V., благодаря накопленному опыту, предлагает большой выбор дополнительных опций и вспомогательного оборудования под различные типы задач.

Благодаря этим опциям можно не только улучшить контроль за точностью и аккуратностью нанесения покрытия на установке, но и полностью автоматизировать процесс, организовать автоматизированную линию.

Системы контроля материала, контроль давления, различные сенсоры и системы, облегчающие работу оператору, загрузочно-разгрузочные устройства и инспекционные столы во взрывобезопасном исполнении — это лишь небольшая часть из того, чем можно дооснастить линии по нанесению влагозащитных покрытий .

Рис. 15. Линия селективной влагозащиты

 

Конечно, в одной ознакомительной статье невозможно учесть все возможные нюансы подбора оборудования под конкретную задачу, но дать обобщающий обзор возможностей оборудования и спектра выполняемых задач — вполне по силам. При необходимости специалисты нашей компании с готовностью окажут консультацию и ответят на появившиеся вопросы.

 

 

Официальный сайт Группы компаний "Диполь": www.dipaul.ru

 

 

 

Понравилась статья? Поставьте лайк 7

---

Электроника Производство электроники Нанесение влагозащитных покрытий Установка селективного нанесения покрытий Система ИК-отверждения влагозащитных покрытий Система УФ-отверждения влагозащитных покрытий Система конвекционного отверждения влагозащитных покрытий Nordson DIMA Селективное нанесение покрытий Сушка влагозащитных покрытий