Das EHD-Jetting-System von MBT
Das EHD-Jetting-System (SAS20004) von MBT ist für Mikrodosierung gedacht, wo Kontaktverfahren an Grenzen stoßen. Ein äußeres elektrisches Feld lädt das Medium, zieht es als feinen Tropfen aus der Kapillare und setzt es auf dem Bauteil ab, ohne Düsenkontakt und ohne Druckluftstoß. Die Tropfengröße wird über die Feldstärke eingestellt. So lassen sich Punkte mit 0,08 mm Durchmesser und Linien unter 0,20 mm Breite auftragen, bei einer Dosierkonsistenz von ±1 % und bis zu 1000 Hz. Das kleinste Volumen liegt bei 1 pL. Zum Vergleich: Piezo-Jetting-Ventile setzen Punkte ab 0,2 mm und Volumen ab 1 nL. Das System verarbeitet niedrig- und mittelviskose Medien von 1 bis 5.000 cP und passt, wenn die Struktur feiner sein muss, als es mit Piezo-Jetting möglich ist, wenn das Bauteil nicht berührt werden darf oder wenn die Menge je Punkt von Teil zu Teil sehr gleichmäßig ausfallen muss. Gerät von MBT – Auswahl, Bemusterung und Integration durch SAS. Ihre Vorteile Feiner als Piezo-Jetting: Strukturen, die Piezo- und Schneckensysteme nicht mehr auflösen Gleichmäßig in der Serie: Dosierkonsistenz ±1 % Berührungslos: Die Kapillare bleibt auf Abstand zum Bauteil, kein Spritzen und kein Nachziehen Wenig verstopfungsanfällig: Die Linie ist viel schmaler als die Düse, laut Hersteller im Verhältnis 1:10 Auch auf isolierenden Substraten: Der Auftrag ist laut Hersteller auf nicht leitenden Oberflächen möglich Für feinste Strukturen: Halbleiter-Packaging, flexible Leiterplatten, Präzisionsoptik, Biochips Technische Daten VerfahrenEHD-Jetting (elektrohydrodynamisch), berührungslos Modell laut MBTmev/l01 Punktdurchmesser0,08 mm Linienbreiteunter 0,20 mm Kleinstes Volumen1 pL Dosierkonsistenz±1 % Dosierfrequenzbis 1000 Hz Viskositätsbereich1–5.000 cP Heizungmax. 150 °C Düsendurchmesser0,01–0,40 mm (optional) Werkstoff der DüseKeramik, Glas oder Metall Tropfenbildungelektrisches Feld, ohne Druckluftstoß Abmessungen130 × 45 × 210 mm Gewicht0,5 kg Lebensdauerlaut Hersteller mindestens 10 Milliarden Zyklen (Herstellerangabe, keine Zusage) HerstellerMBT Die Modellbezeichnung stammt aus der Hersteller-Broschüre von MBT. Maße und Gewicht nennt sie für das EHD-Ventil. Wie fein geht es? Die Leitwerte sind Punkte mit 0,08 mm und Linien unter 0,20 mm. Linien von 0,1 mm Breite sind laut Hersteller leicht erreichbar, im Einzelfall nennt er Linien bis 0,02 mm Breite und Schichten bis 0,005 mm Dicke. Solche Werte hängen stark von Medium, Düse und Substrat ab. Nennen Sie deshalb in der Anfrage die Struktur, die Sie brauchen, dann klärt SAS, was mit Ihrem Medium erreichbar ist. Im System Steuergerät: Die Broschüre des Herstellers zeigt zum EHD-Ventil ein Tischgerät mit Drehknopf, nennt dafür aber weder Namen noch Daten. Das zweite Bild in der Galerie zeigt dieses Gerät. Steuergerät, Schnittstellen und Lieferumfang werden im Angebot geklärt. Konfiguration: Das EHD-Jetting-System wird auf Ihre Anwendung abgestimmt. Konfiguration, Achse und Prozessdokumentation nach DIN 2304 plant SAS mit Ihnen. Ergänzung: Für Punkte ab 0,2 mm in hoher Taktung gibt es die Piezo-Ventile SDL-SA und NSM-VA80 mit dem Controller VCB3000. Verfahren: Prinzip, Vergleich sowie Stärken und Grenzen auf der Seite EHD-Jetting und im Ratgeber EHD-Jetting erklärt. Typische Anwendungen Der Hersteller nennt Halbleiter-Packaging, flexible Leiterplatten, Präzisionsoptik und Biomedizin, außerdem Mikroelektronik, Biochips und flexible Elektronik. Das Beispiel aus der Serie ist ein schwarzer Lichtschutzklebstoff am Linsenrand, aufgetragen als gleichmäßige, sehr dünne Schicht: im Detail unter Optik & Linsen kleben. Was den berührungslosen Auftrag von der Nadel unterscheidet, lesen Sie im Ratgeber Jetting oder Nadeldosierung?. So erhalten Sie Ihr Angebot Projektanfrage: Über die Schaltfläche „Projektanfrage“ oben öffnen Sie das Anfrageformular. Nennen Sie Bauteil, Medium und die gewünschte Struktur, also Punkte oder Linien mit Zielgröße. Auswahl und Angebot: KleberKompass klärt offene Punkte mit Ihnen, bei Bedarf zusammen mit der Anwendungstechnik von SAS, und erstellt das Angebot für System und Integration. Integration auf Wunsch: SAS bindet das System in Ihre Anlage ein, mit DIN-2304-konformer Prozessdokumentation. Medium unsicher? Dann kann SAS es vor dem Angebot im Materialtest im Labor Dreieich prüfen.
Elektrohydrodynamisch dosieren: das Prinzip
EHD steht für elektrohydrodynamisch. Den Tropfen erzeugt hier weder ein mechanischer Stößel noch ein Druckluftstoß, sondern ein elektrisches Feld. Schematisch funktioniert das Verfahren so, wie es die Grafik darunter zeigt: Das Medium fließt aus einem Vorrat in eine feine Kapillare. Typischerweise sitzt an der Kapillare eine Elektrode und unter dem Bauteil eine Gegenelektrode. Wird Spannung angelegt, entsteht zwischen beiden ein elektrisches Feld. Es lädt das Medium, formt es an der Kapillarspitze zu einem feinen Kegel und löst daraus kleinste Tropfen, die berührungslos auf dem Bauteil landen. Die Tropfengröße wird laut Hersteller über die Feldstärke eingestellt.
Weil die Kraft aus dem Feld kommt, bleibt die Düse auf Abstand zum Bauteil. Und weil der Strahl sich zur Spitze hin verjüngt, ist die Linie viel schmaler als die Düse: Der Hersteller nennt ein Verhältnis von Linienbreite zu Düsendurchmesser von 1:10. Eine vergleichsweise große Düse kann also eine sehr feine Linie ziehen und verstopft dadurch weniger leicht. Laut Hersteller funktioniert der Auftrag auch auf isolierenden Substraten. Damit setzt das EHD-Jetting-System dort an, wo Kontaktverfahren an Grenzen stoßen: bei Strukturen, die Piezo- und Schneckensysteme nicht mehr auflösen.
Das Prinzip in den Bildern des Herstellers
Die Abbildung darunter stammt aus der Broschüre von MBT, die Beschriftung ist englisch. Teil (a) zeigt die Kräfte an der Kapillarspitze („Capillary nozzle“): Oberflächenspannung, Schwerkraft und Druck, Viskosität und die elektrischen Spannungen im Feld („Electric field“) ziehen die Flüssigkeit zu einem spitzen Kegel über dem Substrat. Teil (b) zeigt das elektrische Potenzial zwischen Spitze („tip“) und Substrat. Teil (c) ist ein Laboraufbau, der das Prinzip erklärt: Spritzenpumpe, Kapillare, Hochspannungsversorgung, Rechnersteuerung, Mikroskopkamera und ein XYZ-Tisch. Er zeigt nicht den Lieferumfang des EHD-Jetting-Systems.
Punkte und Linien aus dem EHD-Ventil
Das zweite Herstellerbild zeigt Auftragsbilder: links Reihen von Punkten in fünf Größen, rechts feine, gleichmäßige Linien mit einem vergrößerten Querschnitt, der mit 0,08 mm bemaßt ist. Der Hersteller nennt für das Verfahren Linienbreiten unter 0,20 mm. Linien von 0,1 mm Breite sind laut Hersteller leicht erreichbar, im Einzelfall nennt er Linien bis 0,02 mm Breite und Schichten bis 0,005 mm Dicke. Was mit Ihrem Medium auf Ihrem Bauteil erreichbar ist, hängt von Medium, Düse und Substrat ab. Quelle: Herstellerbild MBT.
EHD-Jetting-System oder Piezo-Ventil?
Die entscheidende Zeile ist die kleinste Struktur: 0,08 mm im Punkt und unter 0,20 mm in der Linie beim EHD-Jetting-System, 0,2 mm im Punkt bei den Piezo-Ventilen. Genügen Punkte ab 0,2 mm oder ist das Medium zäher als 5.000 cP, sind die Piezo-Ventile die naheliegende Wahl.
| Merkmal | EHD-Jetting-System | Piezo-Ventile SDL-SA und NSM-VA80 |
|---|---|---|
| Prinzip | Elektrisches Feld zieht feinste Tropfen berührungslos aus einer Kapillare | Piezo-Aktor treibt einen Stößel, der Tropfen wird aus der Düse geschossen |
| Kleinste Struktur | Punkt 0,08 mm, Linie unter 0,20 mm | Punkt 0,2 mm, Linie 0,24 mm |
| Kleinstes Volumen | 1 pL | 1 nL (SDL-SA), 2–3 nL (NSM-VA80) |
| Frequenz | bis 1000 Hz | bis 1000 Dots/s |
| Viskosität | 1–5.000 cP | 1–200.000 cP (SDL-SA), 10–10.000 cP (NSM-VA80) |
| Gleichmäßigkeit | Dosierkonsistenz ±1 % | Abweichung innerhalb ±1 % |
| Düsendurchmesser | 0,01–0,40 mm (optional), Keramik, Glas oder Metall | 0,04–0,40 mm |
| Heizung | max. 150 °C | bis 150 °C (SDL-SA), beim NSM-VA80 nicht genannt |
| Tropfenbildung | ohne Düsenkontakt, ohne Druckluftstoß | berührungslos über den Stößelhub |
| Typische Anwendung | Halbleiter-Packaging, flexible Leiterplatten, Präzisionsoptik, Biochips, etwa Lichtschutz am Linsenrand | Punkte und feine Linien auf Leiterplatten und Gehäuserahmen |
| Zum Gerät | EHD-Jetting-System ansehen | Piezo-Jetventile ansehen |
Wann sich das EHD-Jetting-System lohnt
- Sie brauchen Punkte oder Linien, die feiner sind als mit Piezo-Jetting möglich.
- Ihr Medium ist niedrig- oder mittelviskos und liegt zwischen 1 und 5.000 cP.
- Das Bauteil darf von der Düse nicht berührt werden.
- Der Prozess soll ohne Druckluftstoß für die Tropfenbildung auskommen.
- Die Menge pro Punkt muss sehr gleichmäßig sein, die Dosierkonsistenz liegt bei ±1 %.
Das EHD-Jetting-System ist ein Anfrage-Artikel. Konfiguration und Integration in Ihre Anlage stimmt SAS auf Ihre Anwendung ab.
Stärken und Grenzen des EHD-Jetting-Systems
Stärken
- Feinste Strukturen: Punkte mit 0,08 mm Durchmesser und Linien unter 0,20 mm Breite, kleinstes Volumen 1 pL, Mikrotröpfchen unterhalb des Piezo-Bereichs.
- Konstanz: Dosierkonsistenz ±1 %, wichtig bei Schichten und Punkten, die von Teil zu Teil gleich ausfallen müssen.
- Kein Düsenkontakt: Die Kapillare bleibt auf Abstand, empfindliche Oberflächen und Optiken werden nicht berührt.
- Ohne Druckluftstoß: Der Tropfen entsteht im elektrischen Feld, nicht durch einen Druckimpuls.
- Wenig verstopfungsanfällig: Die Linie ist viel schmaler als die Düse, laut Hersteller im Verhältnis 1:10.
- Schnell: bis 1000 Hz.
Grenzen
- Größere Mengen und Raupen: Für längere, durchgehende Raupen ist das Schneckenventil gedacht.
- Punkte in hoher Taktung ab 0,2 mm: Hier sind die Piezo-Jetventile mit je nach Ventil bis zu 1000 Dots pro Sekunde meist die naheliegende Wahl.
- Viskosität: Das EHD-Jetting-System ist für niedrig- und mittelviskose Medien von 1 bis 5.000 cP ausgelegt. Zähere Medien verarbeiten die Piezo-Ventile oder das Schneckenventil.
- Medium und Bauteil: Ob sich ein Medium im elektrischen Feld sauber formen lässt, hängt von Medium und Bauteil ab. Beschreiben Sie deshalb in der Anfrage Bauteil, Medium und die gewünschte Struktur, also Punkte oder Linien.
Alle MBT-Geräte im Überblick finden Sie auf der Seite Jetting & Präzisionsdosierung.
So kommen Sie zum Angebot
Alle Geräte sind Anfrage-Artikel: Sie erhalten ein Angebot, das auf Ihre Anwendung abgestimmt ist. Drei Schritte führen dorthin.
- Anfrage mit Bauteil und Medium: Sie nennen Gerät oder Aufgabe und beschreiben kurz Bauteil, Klebstoff und Auftragsbild, also Punkte, Linien oder Raupen. Taktung und Anlage helfen, soweit bekannt.
- Auswahl und Angebot: KleberKompass wählt mit Ihnen das passende Gerät aus, bei Bedarf zusammen mit der Anwendungstechnik von SAS, und erstellt das Angebot für Gerät, Steuerung und Integration.
- Integration auf Wunsch: SAS bindet das System in Ihre Anlage ein, mit DIN-2304-konformer Prozessdokumentation.
Medium unsicher? Dann kann SAS es vor dem Angebot auf Ihrem Bauteil prüfen: Materialtest im Labor anfragen.
Angebot anfordern oder beraten lassen
KleberKompass ist Ihr Vertriebspartner für die Jetting-Geräte von MBT. Paul Wieber berät Sie persönlich zu Ventil, Controller und Integration. Nennen Sie Gerät oder Aufgabe, Bauteil und Medium, dann erhalten Sie einen Vorschlag für das passende Gerät.
Paul Wieber · Head of Sales
+49 741 20678855 · paul.wieber@kleberkompass.de
Lieber erst einlesen? Im Ratgeber erklären wir, wann Jetting die Nadeldosierung ablöst und wie Sie die Viskosität Ihres Klebstoffs richtig einordnen.
Medium unsicher? Den Materialtest im Labor Dreieich können Sie zusätzlich anfragen.
