よくある質問

非接触塗布とは、塗布時にノズルの先端が基板に直接物理的に接触せずに、基板上に液体材料を塗布することを言います。時間の短縮が可能になる最新技術の製造塗布プロセスです。材料は、接着剤、グリース、液体金属などがあります。このプロセスでは主にピエゾ駆動で塗布をするバルブが使用されます。このバルブは、極小の材料が塗布できるため、マイクロ ディスペンシング バルブとも呼ばれてます。

マイクロディスペンシングとは、ナノリットル〜マイクロリットルの範囲で材料を塗布するための細かく制御できる塗布プロセスです。マイクロディスペンシングでは、高価な塗布材料を無駄なく使用できます、プロセスの再現性と信頼性が高いです。そのため、少量の材料を高速で塗布することが可能です。材料は非接触で塗布されるため、塗布プロセス中に基板や部品に傷を付ける等の揉んだが一切ありません。

ジェット バルブとは、非接触式塗布工程に置いて不可欠な塗布方法を意味します。ノズル形状とバルブの正確な制御により、極小量の材料を非接触で塗布します。タペットは高速で上下し、塗布材料をノズル先端から押し出します。材料は一定のエアー圧で供給されます。これによりノズル先端から吐出される塗布材料は高速に加速されるため、材料は直進性を保ったまま基板や部品に塗布することができます。

ジェットバルブを使用した非接触塗布は、従来のディスペンシング技術に比べて多くの利点があります:

• 高速塗布が可能になるため大幅な生産効率が期待できます
• 非接触塗布のため、基板とノズル先端が接触しないことによりノズルの破損等のダウンタイムのリスクが大幅に軽減されたり、時間のかかるノズル位置の再調整を回避することできます。
• ジェット塗布では、最小量で直進性のある塗布が可能になります。製造後の洗浄にかかる時間も短縮されます。
• 上方向への材料の駅切れ動作が不要なため、Z 軸での塗布切れ動作が必要ありません。塗布中にはXY 軸の動きの制御だけで、ディスペンサー装置の設計、制御が簡素化され高速塗布も可能となります。

• • 約 300 mPas 未満を低粘度 - マイクロ ディスペンシング システム MDS 3010A
• • 約 8000 mPas 未満を中粘度 - マイクロ ディスペンシング システム MDS 3020A
• • 300 mPas 〜 200 万 mPas までを高粘度 - マイクロ ディスペンシング システム MDS 3200⁺/MDS 3200⁺F

VERMES マイクロディスペンシングバルブの一般的な使用基準:

• 小さなドット径で、数ナノリットル〜数マイクロリットルを塗布したい場合。材料の粘度や基板の表面特性に応じて、表面に 0.2 ～ 0.3 mm (最小) から数mmの塗布径のドットが形成されます
• 高速塗布がしたい場合(短時間に多数のドット塗布が可能)
  • 固定設置または連続移動バルブでは、1 秒あたり数百のディスペンシングドットの塗布が可能です。
  • バルブが各ディスペンシングポイント移動して塗布する場合には、塗布速度は軸、バルブの相互作用とディスペンシングポイント間の距離によって異なります。対応する高速軸と短い移動距離により、1 秒あたり 10 ポイント以上の塗布が可能になります。
  • システムアップ（装置化）に関連する塗布時間の詳細については、「MDS 3000 の自動システムへの統合」を参照ください。
• 少量の材料を、高い繰り返し精度で塗布する事ができます。
• 大型基板への塗布の場合、反り等でZの許容誤差を調整する必要があり、コンタクトディスペンスでは非常に困難な塗布工程になります。
• 材料と接触する部品は簡単に洗浄することができます

MDS =  Micro Dispensing System (マイクロディスペンシングシステム)

MDV =  Micro Dispensing Valve (マイクロディスペンシングバルブ)

MDC =  Micro Dispensing Controller ( マイクロディスペンシングコントローラ)

MDF =  Micro Dispensing Fluid box (マイクロディスペンシング流体ボックス)

MDS 3010A-FD

MDS 3010A-FA

MDS 3020A-FD

MDS 3020A-FA

MDS 3200⁺

MDS 3200⁺F

FD = First Drop (ファーストドロップ): 低粘度〜中粘度用途に適しています。「調整」（「調整とは何ですか?」を参照してください）は、ノズル調整ナットを正確にねじ込むことで行われます。電子化し数値で制御してます。

FA = Fixed Adjust（フィクスアジャスト）: 多数のバルブを同時に使用する特殊なアプリケーション/材料およびシステムに適しています。「調整」(「調整とは何ですか?」を参照してください) は電気的に行われます。ネジを回す必要はありません。: 低粘度〜中粘度用途 に適しています。「調整」(「調整とは何ですか?」を参照してください) は、ノズル調整ナットを正確にねじ込むことによって行われます。電子化し数値で制御してます。

ノズルユニット（略称NU）) は、マイクロディスペンシングシステム (MDS). のモジュール部品の一部です。タペットが上下した時に下部への衝撃によって材料が液切れします。ノズルユニットは、液体ボックス本体の下部にねじ込まれ、タペットガイド（TG）とノズル調整ナット（NAN）で構成されています。

ノズルインサート NI) は、マイクロディスペンシングシステムの重要な部品の１部です。ノズルの内径とノズルの形状は、塗布結果に大きな影響を与える重要な要素です。マイクロディスペンシングシステムの最適な塗布を実現するには、適切なノズルインサートを選択することが重要です。

流体ボックス (MDF = マイクロディスペンシング流体ボックス) は、塗布材料と直接接触する部品です。独立したモジュール設計で、2 本のネジでバルブ本体から簡単に取り外すことができます。バルブを簡単に分解できるため、洗浄や交換が必要な場合には簡単にできます。さらに、流体ボックスはアクチュエータシステムから熱を遮断してます。流体ボックスは、使用する材料やその他の動作パラメータに柔軟に対応できるようにさまざまな機能を備えています。使用される材料、設計 (左または右からの材料接続など)、に対応可能です。一般的には、材料はシリンジから供給されますが、塗布量が非常に多い場合は、圧力タンク用のチューブ接続を使用することもできます。

MDS 3000シリーズはモジュラー設計になってます。 様々な組合せができます：

• まずは、適切なシステム (MDS 3010A、MDS 3020A、MDS 3200+、または MDS 3200+F) を選択することです。材料の粘度によって決まります。
• 必要に応じて、適切なノズル インサートとタペットを選択します。必要な塗布のドット径が重要です。
• シール剤や流体ボックスなど、材料と接触する部品の選択には、化学的耐性が重要になる場合があります。
• 材料特性により、圧力タンクに接続するシリンジまたはチューブのどちらが使用されているかによって異なります。特殊用途向けにも用意されています。
• ケーブルの長さも選択可能です。

クロストークのため、電源ケーブルは信号ケーブルから分離する必要があります:

アクチュエータ ケーブル: ピエゾ素子への電源電圧

センサー ケーブル: MDV と MDC 間のデータ転送

標準のケーブルの長さは2 m, 2,5 m, 5 m, 7 m, 8 m, 10 m. 但しお客様の仕様の長さへの対応も可能です。

タペットの摩耗に関係なく、より正確に塗布するために、ノズル インサートとタペットの間の距離を調整することが必要です。ノズル インサートとタペットを交換した後でも、調整のためにバルブを送り返す必要はありません。調整の詳細については、マニュアルを参照してください。

RI = Rising（ライジング）: バルブの開く時の時間ms

FA = Falling（フォーリング）: バルブの閉じる時の時間ms

OT = Open Time（オープンタイム） : バルブが開放している時間ms

NL = Needle Lift（ニードルリフト）: タペットが上昇している時間を％で表している

DL = Delay （ディレイ）: 1サイクルが終了してから次のサイクルが始まるまでの時間ms

NP = Number of Pulses（パルス数）: 1回のトリガーで何回の塗布を行うかの回数

供給圧とは、材料供給を確保するために、塗布材料を一般的にはシリンジ内から押し出す役割をします。

塗布圧とは、吐出時に、タペットとノズルインサートへの圧の事です。直接測定することはできません。通常、供給圧よりも大幅に高い圧になります。

他のFAQの質問にもありました “供給圧と塗布圧の違いは何ですか？”供給圧は、ディスペンシング結果に直接影響しません。ただし、ディスペンシングバルブが正しく機能するためには、十分な供給圧が必要です。さらに、供給圧が一定でないと、ディスペンシング品質に悪影響を及ぼし、良い塗布結果が得られないことがあります

水のような低粘度材料の一般的なルールは、ほぼすべてのパラメータで塗布が可能です。もちろん結果は異なりますが、供給圧を使用するだけで吐出ができます。高粘度材料の場合、最適なパラメータを最初に設定する必要があります。VERMES Microdispensing からのテスト レポートをお持ちでない場合は、塗布結果を最適化するパラメータの推奨を電話でも対応可能です。

非接触塗布の場合、塗布材料が基板に触れる前に、一定の距離を吐出することが必要です。その距離は基本的には距離が短いほど、塗布結果は良くなります。ただし、最小距離は、材料が吐出され材料が確実に液切れするように十分な距離が必要です。

実際には、最小距離は 0.5 mm で、ほとんどのアプリケーションでは 1 ～ 3 mm ですが、まれに 5 mm や 10 mm を超える場合もあります、材料により変わってきます。

加熱することにより、多くの材料の粘度がは下がります、塗布が容易になる傾向にあります。MDS 3200⁺ は高粘度材料に適しているため、ヒーターを必要としないこともあります。ただし、材料によってや周りの環境によっては、ディスペンシング システム MDS 3200+ でノズル ヒーター必要とすることもあります。

塗布材料と接触する部品は、数ステップで解体可能です。これらの部品は、専用のブラシとロッドで洗浄できます。さらに、これらの部品は超音波槽で簡単に洗浄できます。

ディスペンサー装置の動作方法を明確にすることが重要です。ディスペンサーアプリケーションを明確にする必要がありますライン塗布、または多数の単一ドットの高速塗布。基板側が動くのか、バルブが動くのかという問題は、技術的な観点からはあまり重要ではありません。

連続ディスペンシングに関しては、バルブの移動時間を計算するには、バルブの周波数に大きく依存します。周波数は、1 秒を 1 回のディスペンス インパルスの時間で割ることで計算できます (つまり、バルブの開放 (上昇)、バルブの開放時間 (開放時間)、閉時間 (下降)、および 2 つのパルス間のディレイ(遅延) の合計です。

アプリケーションによっては数百 Hz のディスペンス周波数が可能であり、現実的です。ただし、開放時間を長くすることで、より周波数の少なく良い結果を得る場合もあります。

ディスペンサーのアプリケーションによっては、ディスペンス システムを上位装置との接続も必要です。PLC インターフェイス経由の通信をお勧めします (詳細については、「インターフェイス」を参照してください)。

トリガー パルスを受信すると、MDS は設定したプログラム通りディスペンス操作 (1 つまたは複数のディスペンス サイクル) を開始し、その後に「ディスペンス準備完了」信号が続きます。したがって、ディスペンス時間は、1 サイクルの塗布時間に依存します。パルスと選択された塗布サイクルの数に基づいて動作します。特殊な塗布サイクルの場合、トリガー パルス信号「ディスペンス準備完了」を 10 ms秒未満で送受信することが現実的です。

他の動作モードを使用してディスペンシング システムをディスペンシング マシンに統合することもできます (動作モードを参照してください)。

PLC インターフェイス, RS 232 (シリアルインターフェイス)

PLC インターフェイスは自動機よって制御され、ディスペンシング パルスをリアルタイムで処理 (応答時間はms秒単位) し、オプションで「ディスペンス準備完了」信号も使用する必要があります。トリガー信号は、24 V、5 V 電圧信号、または 10 A 電流制御を選択できます。

オプションを選択する場合は、ユーザーがキーパッドに簡単にアクセスできることを確認してください。

より高度なマシンの場合は、より複雑なコマンドを MDC に送信できるように、RS232 を使用することをお勧めします。

3種類の操作方法が可能です:

•  通常モードでは、トリガー信号によって、設定済みの数の塗布サイクルが開始されます。設定済みのサイクル数は 1 ～ 32000 の間で選択できるため、装置は 1 つのトリガー信号で各単一ドットをトリガーして、プログラム済みのショット数を開始できます。単一ドットの「トリガー」をお勧めします。
• 「無限」モードでは、トリガー信号がオンである限り、塗布サイクルが繰り返されます。この操作モードの 1 つの例は、ポイント A とポイント B の間のラインのディスペンシングです。この場合、トリガー信号はポイント A で「高」に設定され、ポイント B で再び「低」に設定することもできます。
• 「外部」モードでは、外部トリガー信号がオンである限り、バルブは開いたままになります (つまり、「オープン時間」が延長されます)。このモードは、フリー ジェットとしてディスペンシングできる、比較的低粘性の材料にのみ推奨されます。