低温硬化によるCTEミスマッチ抑制
反りや歪みが無い精密製品組み立て

接着剤・樹脂硬化用 マイクロ波オーブン

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接着剤・樹脂硬化用 マイクロ波オーブン 接着剤・樹脂硬化用 マイクロ波オーブン

製品概要

低温硬化によるCTEミスマッチの影響を最小限にした精密接着

 「VariWave」(米国LAMDBA Technologies社製)は、従来の周波数固定型マイクロ波オーブンとは一線を画する、VFM技術を搭載した画期的な周波数可変型マイクロ波オーブンです。庫内全体の均一加熱、金属物の投入、加熱対象物の温度制御(昇温速度制御、一定温度保持)が可能など、従来のマイクロ波加熱の常識を覆す特長を沢山持っています。
 接着剤や樹脂類の硬化プロセスでは、頻繁に加熱処理が必要となります。「VariWave」は、低温硬化によるCTEミスマッチの影響を最小にした精密接着急速昇温による硬化時間の短縮未硬化の接着剤・樹脂だけを加熱する選択的加熱金属―プラスチックの接着工程への応用を可能にします。ヒーター式オーブンを使用した硬化プロセスには、長時間を要するだけでなく、接着剤以外の部分も加熱されるため、昇・降温の過程において降熱膨張係数の異なる材料間で発生する応力、いわゆるCTEミスマッチによる組み立て精度への影響が発生しがちです。「VariWave」はそのような問題を解決するだけでなく、マイクロ波オーブンでありながら金属物や半導体ウエハーも投入できるため、金属―プラスチックの接着、半導体チップの貼り付け(アンダーフィルなど)、ウエハー表面コーティングの硬化等にご使用頂けます。

周波数可変型マイクロ波オーブン(VFM技術)の特長・利点

 「VariWave」は、マイクロ波の周波数を高速掃引するVFM技術(Variable Frequency Microwave)を搭載しています。この方式を採用するマイクロ波オーブンは、世界でLAMDBA Technology社のみです。通常の電子レンジ、 工業用のマイクロ波加熱装置では、一定の周波数(2.45GHz)が使用されますが、VFMでは周波数5~7GHz帯を高速掃引して使用します。
 周波数を高速掃引するVFMは、周波数固定型マイクロ波オーブンでの不可能を可能にできます。VFMを使用したオーブンでは、材料全体をムラなく均一加熱でき、さらにアルミニウムや銅フォイルなど金属物の投入が可能になります。周波数固定型の従来型オーブンは、庫内にマイクロ波の定在波が立ち、庫内の電界強度分布は均一になりません。常に電界強度の強い部分と弱い部分が発生しており、均一乾燥が難しく、また金属物を入れた際に発生する放電の原因となります。一方、常に高速で周波数が変化するVFMは、常に周波数が変化して定在波が立たないため、庫内の電界強度分布は均一となります。電界強度分布に勾配が無いため、金属物を入れても放電は発生しません。例えば、部品を実装したPCBを入れても、部品に問題が発生することはありません。

■周波数固定型マイクロ波(Fixed Frequency Microwave)の電界強度分布

シミュレーション

周波数固定型マイクロ波シミュレーション

実測データ

周波数固定型マイクロ波実測データ

ホットスポット発生により
金属材料に放電発生

■周波数可変マイクロ波(VFM)の電界強度分布

シミュレーション

周波数可変マイクロ波シミュレーション

実測データ

周波数可変マイクロ波実測データ

電界(電場強度)均一、
金属材料への放電なし

 VFMの心臓部であるマイクロ波発振器および増幅器の全ては、半導体素子による全固体化されており、マイクロ波出力の無段階調整、PID制御による乾燥温度の管理、長寿命化を実現しています。非接触の温度計で材料の温度をモニターしながら、適切な処理温度を保つように、マイクロ波の出力を自動コントロールさせることが可能です。 従来のマイクロ波オーブンで問題となる、加熱温度の超過の恐れはありません。

【最新VFM技術の特長】

■高加熱効率、高速加熱(マイクロ波がサンプル内部に浸透、物質の極性結合に振動を与えてサンプル自体が発熱)

PI

PI

PBO

PBO

Epoxy

Epoxy

BCB

BCB

■内部加熱、均一加熱(表面からではなく、サンプル内部から均一に加熱)

表面からの加熱
サンプル内部から均一に加熱

■低温加熱(全固体広帯域アンプによる追随性の高いPower自動制御)

■選択加熱(マイクロ波を吸収する物質だけを選択的に加熱)

◆Glass &
Ceramics

Glass and Ceramics

◆Polymer
resins

Polymer resins

◆Silicon
(doped)

Silicon(doped)

◆Metals

Metals

マイクロ波による選択的加熱、低温硬化、高速硬化

 マイクロ波加熱の大きな特長は、マイクロ波を吸収する物質だけが発熱することです。マイクロ波のほとんどを反射する金属(バルク)が発熱することはありません。一方、テフロン樹脂や硬化した接着剤や樹脂類は、マイクロ波を透過するため加熱されません。多くの場合、マイクロ波を吸収する水や、未硬化樹脂のみが選択的に加熱されるため、接着層のみが選択的に加熱されます。硬化が進行するに従って、マイクロ波を吸収しなくなるため、接着層の温度も自然と下がっていきます。金属―接着剤―プラスチックの場合であれば、未硬化の接着剤のみが発熱して硬化するため、金属とプラスチックの温度上昇は最小限となります。しかし、従来の周波数固定型(マグネトロン方式)のマイクロ波オーブンでは、マイクロ波出力の制御ができないため、接着工程にはほとんど応用されていません。
 「VariWave」では接着層の発熱温度をモニターしながら、精密にマイクロ波出力を制御し、適切に硬化プロセスをコントロールする事ができます。接着層をゆっくりと発熱させたり、急速発熱による短時間硬化させたりと、自在にプロセスを制御できます。一般にマイクロ波を使用した樹脂硬化の場合、メーカ推奨硬化温度よりも低い温度で硬化する事が知られており、使用する接着剤の最適条件を見つけることで、接着層の発熱を最小限にする事ができます。 CTEミスマッチや、材料への熱的影響が問題となる光学ディバイス、ウエハー表面のコーティング、シリコンディバイスの固定、フィルム貼り合わせなど様々な分野でお使いいただけます。更に、様々な用途でご使用頂けるように、各種センサーが挿入できるポート、非接触温度計、クローズドループ高精度温度制御機能、試料観察カメラ、ガス導入・排出用NW10x2ポートが標準で用意されております。必要に応じで、簡易的な真空環境下、ガス雰囲気下での処理を行うことが可能です。

多種多様な有効性、豊富なラインアップ

VFM技術は効果が実証されて21年以上の実績、全世界で350台以上の納入実績がある技術です。アプリケーションは接着剤硬化に限らず、様々な用途で使用されています。
 ・電池材料の乾燥(ボイド発生・バインダーマイグレーションを抑制)
 ・シリコンウェハの加熱(高速加熱、高速冷却)
 ・化学合成反応の促進
 ・熱硬化性樹脂による半導体やLEDのパッケージング
 ・バイオマテリアル、バイオ燃料の研究
 ・製薬、バイオ医療品 
 ・新素材研究 他

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VariWave仕様

モデル VariWave 1200-200
最大マイクロ波出力 180W
可変周波数範囲 5.850-6.650GHz
コントロール
フルマニュアルコントロール(出力・周波数・掃引レート)
レシピベースクローズドループ動作
・赤外線非接触センサ
・光ファイバ接触式プローブ
・ユーザー指定(4-20mA)センサ
温度コントロール(設定温度、変化速度、滞留時間)
プロセスチャンバー
ステンレス製、LED照明内蔵
35.6(W)×29.2(D)×28.0(H)cm、容積29リットル
ユーザーインターフェイス
10インチタッチパネルスクリーン
USBデータポート
USBキーボード・マウス(オプション)
オプション/アクセサリ
内蔵デジタルカメラ(視野:チャンバー中心3インチ)
高性能赤外線センサ(6mm径、レーザーガイド付)
ハンドヘルド型マイクロ波漏洩検出器
寸法 68(W)×54(D)×73(H)cm
重量 55kg
電源 100-240VAC、単相,50/60Hz、15A (120VAC)
動作環境 10~32℃、湿度85%以下 (但し結露しないこと)
キャビティベンチレーション
背面パネル2箇所に外部ベンチレーションシステムを接続可能なポート(NW10)
追加ポート(1/4 NPT)利用可
電源ベンチレーション 可変速ファンによる強制空冷
認証規格 UL, CAN/CSA-C22.2, IEC/EN 安全及びEMC規格に適合
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