siguiente paso es el empleo del mismo para fijar varios componentes. De esta forma se puede comprobar si el equipo funciona correctamente, lo que permite tener cierta garantía de que el equipo que se desarrollará finalmente funcionará también de forma correcta, ya que ambos utilizan el mismo principio. En el caso de que estas pruebas muestren algún problema o algún punto crítico del proceso que no se ha tenido en cuenta, éste será estudiado para el desarrollo de la versión final.
Desarrollo de un equipo a medida para la conexión de microcomponentes electrónicos sobre sustratos flexibles mediante adhesivos anisotrópicos
En la figura anterior se muestra una foto del conjunto del equipo, tanto la parte de control formada por el Arduino y la protoboard con la interfaz, como la parte mecánica formada por el taladro de columna con la herramienta diseñada. La única parte del equipo que no se muestra en esta foto es la fuente de alimentación, pero es prescindible ya que se trata de una simple fuente ATX.
En primer lugar se hacen varias pruebas con la cinta anisotrópica de 3M para fijar un LED de tamaño 1206, estableciendo 170˚C como temperatura de referencia. Tras alimentar las pruebas realizadas se comprueba que todas ellas iluminan correctamente por lo que se puede afirmar que el proceso se ha llevado a cabo de forma correcta. Se trata del resultado esperado ya que se estos LEDs tienen un tamaño relativamente grande y ya han sido fijados correctamente desde un primer momento instalando una broca mecanizada en el mandril del taladro sin necesidad de usar la herramienta diseñada.
Desarrollo de un equipo a medida para la conexión de microcomponentes electrónicos sobre sustratos flexibles mediante adhesivos anisotrópicos
Tras comprobar que con los LEDs de tamaño 1206 y la cinta anisotrópica el equipo funciona correctamente, se prescinde de hacer más pruebas con LEDs de tipo SMD de menor tamaño, pasando directamente a hacer pruebas con los ya mencionados CREE DA2432, recordando que su tamaño es de 240x320µm.
Como se ha explicado en las conclusiones del AnexoA, debido al escaso tamaño de estos componentes, se hace más crítico el proceso de fijación, tomando mayor importancia la necesidad de aplicar la temperatura una vez se ha aplicado la fuerza como indican los fabricantes de adhesivos y no en orden inverso como se había hecho hasta ahora. El uso de esta herramienta no cumple el orden indicado sino que aplica fuerza y temperatura de forma simultánea, lo que supone un control más sencillo y lo que es más importante, se logra un proceso más rápido. En lugar de aplicar la presión y posteriormente alimentar la resistencia calefactora hasta alcanzar la temperatura, lo que supondría unos 30-45 segundos, se mantiene la herramienta a una temperatura constante de consigna y cuando se coloca bajo la misma el sustrato con el componente a fijar, se aplicar la fuerza requerida, transfiriendo el calor de la herramienta al conjunto componente-adhesivo en cuanto se ponen en contacto.
Para probar si este método soluciona el problema mencionado a la hora de fijar estos LEDs, se llevan a cabo cinco pruebas estableciendo 150˚C como temperatura de referencia. En la Figura115 se muestra una foto tomada durante el proceso.
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Debido al pequeño tamaño de los LEDs, la fuerza aplicada debe ser muy concreta ya que si no es así se puede sobrepasar la que el componente es capaz de soportar dando lugar al deterioro o incluso a la rotura del mismo. Tras cinco pruebas, dos de ellas se han roto como consecuencia de un exceso de fuerza. Se recuerda que esta primera versión del equipo se basa en un taladro de columna por lo que la fuerza a aplicar no está controlada y se hace de forma manual, lo que da lugar a una baja repetibilidad.
Se alimentan las tres muestras que no se han roto durante el proceso de fijado comprobando que todas ellas iluminan correctamente por lo que se confirma que la conexión eléctrica de los mismos es correcta. En la Figura116 se muestran un par de fotos tomadas de una de las muestras funcionales.
Figura 116. Resultado funcional obtenido tras fijar un LED de tamaño 240x320µm.
19.1. Conclusiones
Tras las pruebas llevadas a cabo mostradas en este capítulo, se puede confirmar que la primera versión del equipo funciona muy bien con componentes de tamaño estándar, tanto utilizando la cinta como el adhesivo anisotrópico.
De las pruebas llevadas a cabo con los LEDs de tamaño 240x320µm, se ha comprobado que se tratan de componentes de dimensión muy reducida por lo que los aspectos delicados del proceso se vuelven aún más críticos. Especialmente el control de la fuerza toma especial importancia ya que dos de los cinco LEDs fijados se han roto como consecuencia de un exceso de fuerza. De todas formas, el resultado interesante tras estas pruebas es el correcto funcionamiento de los tres restantes ya que se trata de un porcentaje de éxito del 100% teniendo en cuenta solo las pruebas que no se han roto durante el proceso.
Respecto a las dos pruebas que se han roto, no es un aspecto a tener en cuenta ya que en esta versión la fuerza se hace de forma manual pero en la versión final se utilizará un elemento neumático, por lo que la fuerza será controlada.
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