Die Kunst, es auf den Punkt zu bringen

Das olympische Motto ›Schneller, höher, stärker‹ fordert dazu auf, sich selbst zu übertreffen. Für die Mikrotechnik ließen sich diese Worte adaptieren: ›Schneller, winziger, präziser‹ – diese Parole spornt dazu an, Grenzen im Mikromaßstab zu überwinden.

›Mikrodosierung‹ ist laut Definition die Dosierung von fließfähigen Medien in einem Volumen von weniger als einem Mikroliter. Das Dosieren selbst unterliegt verschiedenen Auftragsprinzipien. Die beiden in der Mikromontage relevanten Verfahren sind das Dispensen und das Jetten. Weitere Dosierverfahren, wie zum Beispiel das Drucken, werden in der vorliegenden Testreihe des Neumarkter Unternehmens Salcon nicht berücksichtigt.

Das Dispensen
Die berührende Dosierung wird in erster Linie bei automatisierten Prozessen angewendet. Dabei erfolgt der Auftrag durch das Herauspressen des Mediums durch eine Dosiernadel. Dadurch wird das Medium auf das Substrat abgesetzt. Ein beeinflussbarer Parameter, der für die Qualität der Dosierung verantwortlich ist, ist der Nadeldurchmesser. Dieser definiert die Größe eines Punkts oder einer Linie. Der Dosierpunkt wird immer mindestens so groß wie der Innendurchmesser der Nadel sein. Des Weiteren ist der Nadelabstand entscheidend, genauso wie Zeit, Druck und Dosiergeschwindigkeit. Denn Druck und Zeit bestimmen die Dosiermenge; die Geschwindigkeit regelt, ob eine Linie gezogen oder ein Punkt gesetzt wird.

Typische Charakteristika dieses Verfahrens:

• langsame Dosierung,
• nahezu alle flüssigen Medien sind dosierbar (1K und 2K),
• individuell anpassbare Auftragsformen,
• Klebstoffmengen sind schwer reproduzierbar.

Das berührungslose Jetten
Durch steigende Anforderungen an Taktzeiten und Genauigkeit in fast allen Produktionsbereichen gewinnt die berührungslose Dosierung zunehmend an Bedeutung. Das Medium wird beim Jetten durch einen Impuls (zum Beispiel Piezo oder Erhitzung) schlagartig verdrängt und aus der Düse geschleudert. Typische Charakteristika dieses Verfahrens sind:

• Zeitersparnis durch Wegfall der Zustellbewegung und Abschuss des Klebstoffs auf das Bauteil,
• Düsenform, -art und -größe sind entscheidend für das Ablöseverhalten des Tropfens,
• Dosiervolumen kann durch die Tropfenanzahl eingestellt werden (nur Punkte dosierbar),
• keine Berührung des Bauteils (keine Beschädigung),
• mehrere Medien an nebeneinander angeordneten Düsen möglich,
• genaue Parametereinstellung erforderlich (zum Beispiel Satellitenbildung, Ablöseverhalten).

Miniaturisierung bringt Dosierverfahren vorwärts
Aufgrund von steigender Komplexität werden Bauteile und Strukturen immer kleiner und Prozesse immer anspruchsvoller. Der Entwicklungstrend der fortschreitenden Miniaturisierung macht ungeahnte Innovationen möglich, stellt aber gleichzeitig höchste Ansprüche an die Produktion.

Die zunehmende Vielfalt an Medien mit ihren jeweils ganz eigenen charakteristischen Eigenschaften ist eine Hürde in der sauberen und effizienten Produktion. Steigende Empfindlichkeit (zum Beispiel gegenüber Licht oder Temperatur) und wachsende Prozessanforderungen tragen zur Komplexität bei. Hinzu kommt hoher Kosten- und Termindruck.

Optimal dosieren bis in den Pikoliterbereich
Eine optimale Dosierlösung sollte zugleich mehrere Bedingungen erfüllen: So sollte sie selbst Mengen im Pikoliterbereich verlässlich dosieren, präzise arbeiten und reproduzierbar sein (Bild 1). Wenn ein Auftrag es beispielsweise erfordert, 100 Klebepunkte zu setzen, muss gewährleistet sein, dass es tatsächlich 100 Klebepunkte sind – nicht 99 oder 101 aufgrund eines Nachtropfens (Bild 2). Die Dosiertechnik muss sich außerdem an die sich verändernden Viskositäten eines Mediums anpassen können ...

Hersteller
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