時間―壓力型點膠的影響因素探討

1、時間壓力型點膠的影響因素探討摘要：近年來，隨著電子封裝和各產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對粘合劑、合成樹脂的產(chǎn)品需求也在不斷增加，點膠技術(shù)獲得了極大的提高， 其中時間 -壓力型點膠技術(shù)廣泛應(yīng)用于手動點膠設(shè)備和自動點膠設(shè)備。 在時間 -壓力型點膠過程中， 最基本的要求是在整個點膠過程中保持膠體流速和點膠效果一致。但是，由于影響點膠定量精度的因素很多，主要包括壓縮空氣不穩(wěn)定因素、針筒內(nèi)膠體剩余量、膠體粘度流體粘度、流體溫度等因素。 文章通過分析各影響因素對時間 -壓力型點膠一致性的影響， 提出時間 -壓力型點膠系統(tǒng)對粘度變化和點膠一致性的補償，以實現(xiàn)點膠效果具有良好的一致性。關(guān)鍵詞：表面封裝劑；時間 -壓力型點

2、膠；流體點膠；點膠技術(shù)；影響因素分析1 概述時間 -壓力型點膠技術(shù)是一種流體點膠技術(shù)，它是靠壓縮空氣迫使針筒內(nèi)的液體從針尖流出。壓縮空氣作用時間的長短直接關(guān)系到點膠量的多少。這種方式的材料點膠也就是所謂的“氣動”點膠技術(shù)，即指壓縮空氣隨著時間的推移或壓縮空氣作用在針筒上1， 2。時間 -壓力型點膠技術(shù)（Air over or time pressuredispensing）既可以應(yīng)用于手動點膠設(shè)備，也可以應(yīng)用于自動點膠設(shè)備。在手動操作中，操作者手持點膠針筒，用腳踏開關(guān)來控制壓縮空氣作用的時間。如果需要，操作者還可以利用壓縮空氣來補償任何可能引起不穩(wěn)定點膠的因素，例如針筒中剩余膠體的量、外界環(huán)境

3、溫度的不同等。時間 -壓力型點膠技術(shù)向自動化設(shè)備的發(fā)展是必然趨勢。然而，利用緊湊型的系統(tǒng)補償眾多引起不穩(wěn)定點膠的因素是一件非常具有挑戰(zhàn)性的工作。時間 -壓力型點膠技術(shù)是應(yīng)用最廣的點膠技術(shù)，但是現(xiàn)在，越來越多的自動點膠系統(tǒng)使用更有效的點膠方法，例如阿基米德螺線管點膠技術(shù)和活塞式點膠技術(shù)。圖 1 時間 -壓力型點膠2 各種因素對點膠一致性的影響在一段特定的時間內(nèi)，利用壓縮空氣作用在針筒內(nèi)，迫使膠體沿針筒內(nèi)壁流下，并流出針頭 3 。時間 -壓力型自動點膠系統(tǒng)以高頻率循環(huán)利用壓縮空氣進(jìn)行點膠，其最高頻率可達(dá) 38000 點 / 時。在高頻率的循環(huán)點膠中，影響點膠一致性的主要因素是時間、壓力、膠體的粘度

4、和針筒內(nèi)膠體的剩余量4-5 。時間 -壓力型自動點膠設(shè)備對壓縮空氣及其作用時間的控制有非常好的效果。然而，該種設(shè)備對其他因素（比如膠體粘度和針筒的水平位置） 的控制卻十分困難。時間 -壓力型自動點膠設(shè)備通過測量膠點直徑的可視系統(tǒng)，可連續(xù)監(jiān)控和評價點膠一致性。當(dāng)可視監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)膠點直徑變化時，它可以延長點膠時間，或者可以警告操作者注意。但是可視監(jiān)視系統(tǒng)是一個通過監(jiān)視膠點直徑穩(wěn)定點膠因素的嘗試，它不能確定引起點膠不一致的原因。2.1 壓縮空氣不穩(wěn)定因素空氣是一種由高速運動的微小顆粒組成的氣體，它們相互之間以及和容器壁之間會發(fā)生碰撞。氣體所施加的壓力是由于移動粒子和容器壁碰撞而產(chǎn)生的沖擊力積累而成的

5、。壓力的大小是可以衡量微粒數(shù)量和它所攜帶的能量的多少的。當(dāng)壓縮空氣反復(fù)壓縮膠體擠出針頭時，產(chǎn)生的壓力波動不斷地刺激針筒內(nèi)的氣體微粒，從而使其產(chǎn)生熱量。這種熱量是由于空氣壓縮和解壓縮的動態(tài)摩擦作用而產(chǎn)生的，也可能是由于膠體內(nèi)部的摩擦力而產(chǎn)生的。熱量影響膠體的流變特性。隨著膠體溫度的增加，它的粘度會降低。膠體粘度的動態(tài)變化會導(dǎo)致膠體流動的不一致性。表面封裝劑是合成物質(zhì)，易發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)溫度和壓力升高時會變得不穩(wěn)定。一旦觸發(fā)，將發(fā)生固化，這是一個不可逆轉(zhuǎn)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將改變膠體的分子結(jié)構(gòu)和它的流動性。2.2 針筒內(nèi)膠體剩余量隨著針筒內(nèi)剩余的膠體越來越少，針筒內(nèi)氣體的體積越來越大。當(dāng)針筒變空時，壓縮膠體上

6、面的氣體也需要更多的時間。這些變化可以通過繪制壓縮反應(yīng)曲線來觀察到，如圖2 所示，它表明：當(dāng)針筒是滿的和空的時候，壓縮空氣到一定壓力所需要的時間是不一樣的。由于增壓時間的不同，當(dāng)針筒變空時， 就會點膠量引起很大變化。 圖 2 是在時間 -壓力型點膠系統(tǒng)中不同的膠體剩余量對點出的膠點直徑的影響的一個例子。圖 2 針筒內(nèi)的膠體剩余量對點出的膠點直徑的影響2.3 膠體粘度對點膠一致性的影響粘度是衡量流體流動性的量。低粘度的流體需要較小的壓縮空氣就能流動；相反地，高粘度需要較大的壓縮空氣。膠體粘度的細(xì)小改變就能極大地影響迫使相同體積的流體沿針筒內(nèi)壁流動的壓力值。如果膠體粘度變化，對膠體體積的控制是十分

7、困難的。圖3 是一種典型表面封裝劑的粘度和溫度的關(guān)系圖。從圖3 可以看出：其粘度與溫度呈指數(shù)變化關(guān)系，溫度越高粘度越小。圖 3 溫度對樹脂粘度的影響3 時間 -壓力型點膠系統(tǒng)對粘度變化的補償空氣加熱器是時間 -壓力型點膠設(shè)備穩(wěn)定膠體粘度的一種方法，它是通過降低高頻時由于針筒內(nèi)的氣壓脈沖所引起的溫度變化。提高環(huán)氧樹脂的溫度，高于30 35（8695 ）的環(huán)境溫度，能最大限度地降低由于高頻脈沖引起所的溫度變化。圖 4 表明：在時間 -壓力型點膠系統(tǒng)中， 溫度隨針筒內(nèi)氣體體積的變化而變化。請注意：從圖4 可以看出：時間 -壓力型點膠系統(tǒng)在典型的點膠溫度30 35（ 86 95 ）時，發(fā)生陡峭的傾斜。

8、這表明：在點膠系統(tǒng)中，即便是一度的溫度變化也會導(dǎo)致膠體體積的巨大變化。體積隨著溫度的增加而增加，這將會直接降低表面封裝劑的粘度。對于時間 -壓力型點膠系統(tǒng)， 升高環(huán)氧樹脂的溫度有兩大優(yōu)點。一是：環(huán)氧樹脂粘度的變化會降低針筒的利用率，有助于穩(wěn)定膠體一致性。 隨著膠體粘度的稍微穩(wěn)定， 時間 -壓力型點膠系統(tǒng)能通過控制壓力和時間來集中觀察剩余膠體的影響。二個是：它能降低膠體的粘度，較低粘度的膠體產(chǎn)生拖尾和拉絲現(xiàn)象比高粘度膠體要少。同時，加熱表面封裝劑也有缺點， 膠體發(fā)生固化反應(yīng)的臨界點比 40要低， 否則環(huán)氧樹脂一旦達(dá)到這個溫度將開始固化反應(yīng)，這是不可逆轉(zhuǎn)的過程。4 點膠一致性的補償時間 -壓力型點

9、膠系統(tǒng)的制造商已經(jīng)采取詳細(xì)的措施來彌補點膠技術(shù)的各種變數(shù)。其中最常用的方法是利用可視檢測系統(tǒng)觀察膠點的直徑，采用兩維空間的方法來描述膠體的體積 6-8 。時間 -壓力型點膠系統(tǒng)提供半自動的方法監(jiān)測膠點直徑，在這種方法下，隨著膠點直徑的變化，針筒加壓的時間長度是可調(diào)的。任何超出范圍的膠點直徑都會導(dǎo)致點膠設(shè)備的停止或警告操作者進(jìn)行調(diào)整。一旦按照設(shè)定的直徑點膠，時間常數(shù)或者壓縮空氣必定增加。延長時間變量是延長壓力作用在針筒上的作用時間。如圖 5 所示：可以通過增加時間變量的方法來補償針筒內(nèi)膠體的剩余量對點膠所產(chǎn)生的影響。操作時間是衡量點膠量的量，是完成一個完整的循環(huán)周期（包括X、Y和 Z軸的移動時間

10、、點膠時間）所需要的時間長短。5 結(jié)束語溫度變化影響表面封裝樹脂的粘度。 在時間 -壓力型點膠系統(tǒng)的操作過程中，操作溫度的微小增加就會導(dǎo)致點出的膠體體積明顯增加。針筒內(nèi)剩余膠體的體積變化會由于壓縮額外的空氣而影響響應(yīng)曲線。響應(yīng)曲線的變化必須通過增加壓縮空氣或時間常數(shù)的方法來補償。增加點膠時間會影響設(shè)備的循環(huán)周期，減少設(shè)備的生產(chǎn)能力。雖然時間 -壓力型點膠系統(tǒng)容易實現(xiàn)自動控制，但是要控制所有必要的參數(shù)達(dá)到點膠一致性是極為困難的。在時間 - 壓力型點膠技術(shù)，點膠量是隨點膠時間變化的，而點膠用戶對點膠技術(shù)有新的需求，但是目前能夠滿足這些需求的只有阿基米德螺旋管點膠技術(shù)和活塞式點膠技術(shù)。參考文獻(xiàn)1 丁

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