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Kerntechnologien der Aufbau- und Verbindungstechnik

von Portal Administrator

Das Dosieren von fluiden Materialien gehört zu den Kerntechnologien der Aufbau- und Verbindungstechnik.

Das Spektrum der Anwendungen reicht dabei vom Applizieren einzelner Klebepunkte über das Aufbringen von Lotpasten auf Kontaktflächen bis hin zum Verschluss von Oberflächen mit einem Schutzlack. So unterschiedlich die Anforderungsprofile der verschiedenen Anwendungen sind – die zentrale Herausforderung bei allen ist die Präzision. 

Präzision heißt dabei an erster Stelle definierte Materialmengen zu dosieren. Bei der Fertigung von Mikrosystemen bewegen sich die geforderten Volumen bis in den einstelligen Nanoliter-Bereich und tendenziell im Sub-Nanoliter-Bereich. Die eingesetzte Dosiertechnologie muss gewährleisten, dass diese geringen Mengen unabhängig von den Eigenschaften des Dosiermaterials sowie wirkenden Umwelteinflüssen erreicht werden. Eine wesentliche Herausforderung beim Dosieren ist die allgemein in Fertigungsprozessen geforderte Prozessstabilität oder auch Prozessfähigkeit. Diese sind notwendig, um eine gleichbleibende Qualität der gefertigten Produkte zu garantieren. Oftmals ist es sogar eine funktionell geforderte Bedingung, wenn die Genauigkeit und Wiederholbarkeit die Funktion des Produkts stark beeinflussen.  

Das Dosieren verlangt demnach eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit hinsichtlich folgender Parameter: 

  • Dosiervolumen 

  • Position der Dosierung 

  • Formtreue der Dosierung (Punktform, Kreisbahnen, Linien, etc.) 

Weitere zu beherrschende, wichtige Größen bei der erfolgreichen Verarbeitung von Dosiermaterialien sind zum Beispiel: 

  • Dichte 

  • Viskosität 

  • Füllstoffe 

  • Oberflächenspannung 

  • Thixotropie bei gefüllten Dosierstoffen wie SMD-Kleber oder Lotpaste 

  • Härtungsprozess bei Klebstoffen (UV-Härten, thermisches Härten, etc.) 

Nicht alle dieser Angaben werden immer von den Herstellern der Dosiermaterialien in technischen Datenblättern oder Sicherheitsdatenblättern veröffentlicht. Die Vielfalt der Dosiermaterialien und Dosiertechnologien wie auch das Fehlen von wichtigen Materialparametern macht es meist notwendig, entsprechende Dosiertests durchzuführen. Dies wird zusätzlich durch die Vielzahl an Einflüssen auf das Material und die stochastische Fluiddynamik bedingt. 

In der Mikromontage wird das Dosieren meist mit einem Bestückungsprozess direkt verknüpft. Oft werden Klebstoffe, Lacke oder auch Lotpasten dosiert. Hierbei schließen sich entsprechende Zusatzverfahren an, welche durch die Art und die speziellen Bedingungen der Dosiermaterialien vorgegeben werden. Wird beispielsweise ein UV-härtender Klebstoff verwendet, muss dieser mit einer entsprechenden UV-Bestrahlung vorher aktiviert oder mitten im Bestückungsprozess bzw.  im Nachgang ausgehärtet werden. Bei Lotpasten schließt sich in der Regel der Lötprozess an den vorgelagerten Dosier- und Bestückungsprozess an. Je nach Anforderung kann der Lötprozess beispielsweise als Reflow-Löten oder als Laser-Löten ausgeführt werden. 

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