Линия по производству оборудования для нанесения покрытий распылением на электронные изделия

Когда слышишь про линию по производству оборудования для нанесения покрытий распылением на электронные изделия, многие сразу думают о роботах-манипуляторах и суперсовременных камерах. Но на практике ключевое часто не в этом. Самый больший провал, который я видел — это когда собирают технологическую цепочку из лучших, казалось бы, модулей, а на выходе получают брак из-за того, что не учли вентиляцию в зоне сушки или электростатику от конвейера. Вот об этих нюансах, которые в каталогах не пишут, и хочется сказать.

От идеи до первой платы: почему начинать надо с конца

Мы в свое время тоже наступили на эти грабли. Заказчик хочет линию ?под ключ? для защиты плат. И первое желание — выбрать самый точный распылительный узел. Это логично, но ошибочно. Начинать проектирование нужно с анализа готового изделия и условий его дальнейшей эксплуатации. Какая нужна толщина пленки? 5 микрон или 50? Будет ли изделие работать в условиях перепада температур или просто стоять в офисе? От этого зависит выбор не только форсунок, но и системы подготовки воздуха, типа сушки — ИК или конвекционной.

Вот, например, для чувствительных электронных компонентов критична чистота воздуха. Если в компрессорной линии есть масло или влага — все покрытие может пойти пузырями. Приходится ставить дополнительные сепараторы и осушители, что удорожает линию. Но без этого — брак гарантирован. Это тот случай, когда экономия на ?железе? оборачивается огромными убытками на переделку.

Еще один момент — сама линия по производству оборудования должна быть спроектирована с запасом по производительности. Часто заказчик говорит: ?Мне нужно 100 плат в час?. Но если не заложить возможность увеличения скорости конвейера или замены бака на больший объем, то при росте заказов всю линию придется переделывать. Лучше сразу поставить двигатель помощнее и раму покрепче.

Распылительные головки и тихие проблемы контроля

Сердце линии — это, конечно, узлы нанесения. Пневматические, безвоздушные, электростатические. Для электроники часто выбирают последние из-за высокой эффективности переноса материала и минимизации тумана. Но здесь кроется подвох: электростатика требует идеального заземления всей линии и самого изделия. Малейшая разность потенциалов — и покрытие ляжет неравномерно, будут пропуски.

У нас был проект для одного завода, где делали датчики. Использовали хорошие американские распылительные головки. Но постоянно был брак — полосы на краях. Долго искали причину. Оказалось, что сам держатель платы, сделанный из специального пластика, со временем накапливал статический заряд. Решение было простым до безобразия — встроили в конвейер ионизирующие воздушные ножи. Но чтобы до этого додуматься, пришлось перебрать всю технологическую карту.

Контроль толщины покрытия — это отдельная история. Можно поставить дорогущую лазерную систему онлайн-контроля. Но часто оказывается, что для мелкосерийного производства достаточно выборочного контроля портативным толщиномером раз в смену. Главное — правильно выбрать точки замера на изделии. Не в центре, а именно на краях и возле крепежных отверстий, где чаще всего бывают проблемы с адгезией.

Сушка и полимеризация: где теряется качество

Многие недооценивают этот этап, считая его чисто термическим процессом. Поставил ТЭНы, выставил температуру — и готово. На самом деле, для нанесения покрытий распылением на электронные изделия зона сушки часто важнее, чем зона нанесения. Особенно если используется двухкомпонентный лак или состав с высокой летучестью растворителей.

Нужен точный профиль температуры по времени. Если греть слишком быстро — поверхность схватится, а растворитель останется внутри, что потом приведет к отслоениям. Если медленно — снизится производительность всей линии. Приходится подбирать опытным путем для каждого конкретного материала. Мы, работая с материалами от ООО Циндао Илайэр Новые Материалы Технолоджи, всегда запрашиваем у них подробные технологические карты полимеризации для их материалов. Это сильно экономит время настройки.

Кстати, про материалы. Компания ООО Циндао Илайэр Новые Материалы Технолоджи, которая с 2018 года официально занимается бизнесом по производству окрасочного оборудования, часто предоставляет не просто лак, а комплексное решение. Это важно. Потому что их оборудование и их материалы уже адаптированы друг к другу. Меньше головной боли с совместимостью баков, фильтров и распылителей. На их сайте ylekj.ru можно найти конкретные примеры таких интеграций, что полезно на стадии предпроектного анализа.

Сборка линии: монтаж — это не только болты и гайки

Казалось бы, привез модули, соединил трубами и кабелями — и запускай. Но самая сложная часть — это пуско-наладка и синхронизация всех узлов. Конвейер должен двигаться с такой скоростью, чтобы в зоне распыления плата находилась строго заданное время. Датчики положения должны срабатывать без задержек. А система рекуперации избыточного распыления — успевать очищать воздух перед следующим циклом.

Однажды мы столкнулись с тем, что линия работала идеально на воде (на холостом ходу при настройке), а при подаче реального лака начинались сбои. Оказалось, что вязкость материала влияла на работу клапанов подачи — они срабатывали чуть медленнее. Пришлось перенастраивать тайминги в контроллере. Мелочь, а остановила производство на два дня.

Поэтому сейчас мы всегда настаиваем на пробном запуске с реальными материалами заказчика. Лучше потратить время и ресурсы на этапе монтажа, чем потом разбираться с претензиями по качеству. И обязательно обучаем персонал заказчика не просто нажимать кнопки, а понимать, как изменение параметров (давления, вязкости, температуры) влияет на конечный продукт.

Экономика и будущее: куда движется отрасль

Стоимость линии — это не только цена оборудования на складе. Это еще и стоимость владения: энергопотребление, расход материалов (тут важен коэффициент переноса, какой процент лака действительно садится на изделие, а какой уходит в отходы), обслуживание. Иногда дешевле поставить более дорогую, но энергоэффективную систему рекуперации, которая окупится за год за счет экономии материала.

Сейчас все больше запросов на гибкие линии, которые можно быстро перенастроить с одного типа плат на другой. Это требует модульной конструкции и умного программного обеспечения. Не просто сохранить рецепт в памяти, а чтобы система сама подбирала параметры при изменении геометрии изделия. Пока это скорее эксклюзив, но тенденция очевидна.

Если смотреть на компании вроде ООО Циндао Илайэр Новые Материалы Технолоджи, то видно, что они идут по пути создания замкнутых экосистем: свои материалы, свое оборудование для их нанесения, свои сервисные протоколы. Для конечного заказчика это может быть выгодно, так как снижает риски и упрощает обслуживание. Но важно, чтобы не было жесткой привязки и оставалась возможность использовать расходники других производителей. В общем, идеальной линии по производству оборудования не существует. Есть грамотно подобранная и настроенная под конкретные задачи цепочка. И главный навык — это умение видеть взаимосвязи между всеми ее звеньями, от подготовки поверхности до упаковки готовой платы. Остальное — техника.