Spracovanie silikónového kaučuku pre elektronický priemysel

By Mike Chen, výrobný riaditeľ | 12+ rokov skúseností vo výrobe gumy |LinkedIn

Kľúčové poznatky

• Silikónový kaučuk používaný v elektronike vyžaduje tolerancie spracovania v rozmedzí ±0,1 mm pre tesnenia a upchávky a súlad s normou UL 94 V-0 pre samozhášacie zariadenia pre vnútorné elektronické súčiastky.
• Presné silikónové rezačky so servomotorickým ovládaním dosahujú presnosť posuvu ±0,1 mm pri rýchlostiach rezania až 120 nožov za minútu pre výrobu elektronických súčiastok.
• Nízka pevnosť silikónu v roztrhnutí sťažuje mechanické odstraňovanie opotrebenia; kryogénne odstraňovanie opotrebenia pri teplote -100 °C až -130 °C je preferovanou metódou pre silikónové elektronické súčiastky s tenkým opotrebením pod 0,3 mm.
• Trojstupňové procesy čistenia a sušenia odstraňujú separačné činidlá a nečistoty z foriem predtým, ako silikónové elektronické súčiastky pokračujú v montáži alebo balení.

Stručná odpoveď:Spracovanie silikónového kaučuku pre elektronický priemysel zahŕňa presné rezanie silikónových fólií na tesnenia a uzávery, odstraňovanie opotrebenia z lisovaných silikónových elektronických súčiastok, čistenie na odstránenie separačných činidiel a kontaminácie časticami a riadené vytvrdzovanie na dosiahnutie špecifikovaných fyzikálnych vlastností. Keďže elektronické kryty a tesniace komponenty vyžadujú rozmerové tolerancie v rozmedzí ±0,1 mm a čistotu povrchu vhodnú pre prostredie čistých priestorov, automatizované spracovateľské zariadenia so servomotorovým riadením, programovaním PLC a viacstupňovými čistiacimi systémami sú štandardom pri výrobe silikónu pre elektroniku.

Silikónový kaučuk je v elektronike špecifikovaný pre svoju tepelnú stabilitu, elektrické izolačné vlastnosti a odolnosť voči environmentálnym degradáciám. Medzi kľúčové aplikácie patria membrány klávesníc, tesnenia konektorov, tesnenia EMI, tesnenia rámčekov displejov, tesnenia priestoru pre batérie a ochranné kryty pre spínače a senzory. Každá aplikácia kladie špecifické požiadavky na spracovanie, ktoré sa líšia od univerzálnych silikónových výliskov kvôli prísnym toleranciám a štandardom čistoty, ktoré vyžaduje elektronická montáž.

Keďže silikónový kaučuk má teplotu skleného prechodu blízku -120 °C a vykazuje nízku pevnosť v roztrhnutí v porovnaní s inými elastomérmi, jeho spracovanie si vyžaduje zariadenia a parametre prispôsobené týmto fyzikálnym vlastnostiam. Tento článok sa zaoberá hlavnými fázami spracovania – rezanie, odstraňovanie opotrebenia, čistenie a overovanie kvality – silikónových gumových komponentov používaných v elektronických výrobkoch.

Aplikácie silikónového kaučuku v elektronike: Požiadavky na spracovanie

Silikónové gumové komponenty v elektronických výrobkoch sa delia do troch kategórií podľa zložitosti spracovania. Tesnenia a upchávky sa zvyčajne vyrezávajú vysekávaním alebo rezaním z kalandrovaných silikónových fólií s hrúbkou od 0,5 mm do 5,0 mm.ASTM D2000Klasifikácia pre gumové výrobky, silikónové tesnenia pre elektroniku sa bežne špecifikujú pod popismi čiar, ako napríklad 2GE705, s požiadavkami na tvrdosť, pevnosť v ťahu a predĺženie špecifickými pre danú aplikáciu.

Lisované silikónové komponenty – klávesnice, kryty a kryty na mieru – sa vyrábajú kompresiou alebo vstrekovaním tekutého silikónového kaučuku (LSR). Tieto diely vyžadujú po odliatí odstránenie opotrebenia a tenké opotrebenie typické pre odliatky LSR vyžaduje kryogénne alebo presné mechanické odstránenie opotrebenia. Tretia kategória, silikónové zalievacie hmoty a zalievacie hmoty, sa nanášajú v tekutom stave a vytvrdzujú sa na mieste bez mechanického spracovania.

Pre požiadavky na spomaľovanie horenia a environmentálne testy v elektronických aplikáciách sa odkazuje na normy UL 94 a IEC 60068.

Presné silikónové rezanie elektronických súčiastok

Ten/Tá/Tosilikónový rezací strojod spoločnosti Xiamen Xingchangjia je navrhnutý na spracovanie silikónových dosiek a roliek do presných rozmerov potrebných pre elektronické tesnenia a upchávky. Servomotor stroja a dotykové ovládanie PLC umožňujú programovateľné vzory rezania s nastaviteľnou hĺbkou a výberom čepele, manipuláciu so silikónovými doskami, rúrkami a vlastnými tvarmi.

Pre výrobu elektronických silikónových súčiastok vo veľkom objemeplne automatický silikónový rezací strojPonúka nepretržitú prevádzku s automatickým stohovaním. Medzi kľúčové špecifikácie patrí nastaviteľná šírka krájania od nuly nahor, dĺžka čepele 550 mm, hrúbka krájania od 0 do 10 mm a rýchlosť krájania až 120 nožov za minútu. Stroj používa pneumatický valec na lisovanie materiálu s tlakom automaticky nastaveným na hrúbku materiálu, čím sa eliminuje manuálne nastavovanie pružín, ktoré sa nachádzalo na starších zariadeniach. Systém riadený PLC monitoruje podávanie materiálu, počítanie produktov a stohovanie s alarmami pre nedostatok materiálu a stav plného stohu.

Rezanie cez silikónovú vrstvu, ale nie cez ochrannú fóliu, je štandardnou metódou pre silikónové tesnenia s lepidlom používané v elektronických krytoch. Presnosť posuvu servomotora ±0,1 mm je rozhodujúca pre udržanie rozmerovej konzistencie tisícov dielov v jednej dávke.

Odstraňovanie zábleskov zo silikónovej gumy, elektronické súčiastky

Fyzikálne vlastnosti silikónu predstavujú jedinečné výzvy pri odstraňovaní opotrebenia. Keďže silikónový kaučuk má nízku pevnosť v roztrhnutí a vysokú flexibilitu, tenký odliatok formy sa pri mechanickom odere ohýba, a nie láme. Pri silikónových elektronických súčiastkach s hrúbkou odliatku menšou ako 0,3 mm hrozí mechanické odstraňovanie opotrebenia roztrhnutím základného materiálu v mieste spoja odliatku. Kryogénne odstraňovanie opotrebenia pri teplote -100 °C až -130 °C s použitím tekutého dusíka selektívne skrehne tenký odliatok a zároveň zachová štrukturálnu integritu silikónového telesa, čo umožňuje čisté odstránenie opotrebenia bez poškodenia povrchu.

Pre silikónové diely s hrubším opotrebením nad 0,3 mm alebo s jednoduchou geometriou deliacej čiary je možné použiť mechanické odstránenie opotrebenia s mäkkými médiami a zníženou rýchlosťou bubnovania.Mechanický odhrotovací stroj XCJ-G600spracováva silikónové diely v rozsahu priemerov od 3 mm do 100 mm pri nastavení vhodných parametrov, hoci pred plnou výrobou sa odporúčajú skúšobné dávky na overenie kvality povrchu.

Čistenie a sušenie silikónových dielov pre elektronickú montáž

Silikónové elektronické súčiastky vyžadujú po odlievaní a odstránení otlačkov čistenie, aby sa odstránili separačné činidlá, zvyškový prach z odtlačkov a nečistoty z manipulácie. Separačné činidlá môžu narušiť lepenie spojov počas elektronickej montáže a kontaminácia vodivými časticami môže spôsobiť skraty v zostavených zariadeniach.stroj na čistenie a sušenie gumyje špeciálne navrhnutý pre silikónovú gumu, hardvér, plasty a elektronické kryty s využitím troch skupín šesťstupňových čistiacich postupov, ktoré je možné voľne kombinovať pre rôzne úrovne znečistenia.

Pre elektronické aplikácie vyžadujúce kompatibilitu s čistými priestormi by sa mal v procese čistenia používať deionizovaná voda a neiónové povrchovo aktívne látky, po ktorých by nasledovalo sušenie filtrom HEPA, aby sa zabránilo opätovnej kontaminácii. Šesť čistiacich stupňov stroja umožňuje postupné cykly umývania, oplachovania a sušenia, ktoré je možné naprogramovať pre špecifické silikónové zloženia.IPC-1601V súlade s normami manipulácie s elektronickými zostavami by overenie čistoty malo zahŕňať vizuálnu kontrolu pri 10-násobnom zväčšení a testovanie iónovej kontaminácie súčiastok vstupujúcich do vysoko spoľahlivých elektronických zostáv.

Kontrola kvality pri spracovaní silikónového kaučuku pre elektroniku

Parametre kvality sú založené na typických špecifikáciách pre silikónové gumové komponenty v spotrebnej a priemyselnej elektronike. Špecifické požiadavky sa líšia v závislosti od výrobcu originálneho vybavenia (OEM).

Pri rozmerovej kontrole silikónových elektronických súčiastok by sa mal zohľadniť koeficient tepelnej rozťažnosti materiálu, ktorý je približne 3 až 4-krát vyšší ako u NBR alebo EPDM. Súčiastky merané pri teplote 25 °C môžu byť až o 0,15 % väčšie ako pri štandardnej referenčnej teplote 23 °C špecifikovanej v norme ISO 3601 pre meranie rozmerov O-krúžkov. Pre presné silikónové elektronické súčiastky sa odporúčajú kontrolované teplotne kontrolované prostredia.

Záver: Integrované spracovanie silikónovej gumy elektronickej kvality

Spracovanie silikónového kaučuku pre elektronický priemysel vyžaduje presnosť v každej fáze – od rezania a odstraňovania opotrebenia až po čistenie a overovanie kvality. Nízka pevnosť v ťahu a vysoká tepelná citlivosť silikónu si vyžadujú parametre zariadení odlišné od tých, ktoré sa používajú pre zmesi NBR, EPDM alebo FKM. Automatizované rezacie stroje so servomotorickým ovládaním, kryogénne odstraňovanie opotrebenia pre tenkovrstvové silikónové diely a viacstupňové čistiace systémy tvoria štandardnú spracovateľskú linku pre silikónové komponenty elektronickej kvality.

Výrobcovia vstupujúci na trh so silikónom pre elektroniku by mali pred plnou výrobou validovať každú fázu spracovania testovacími dávkami, pričom by mali venovať osobitnú pozornosť výberu metódy odstraňovania opotrebenia na základe hrúbky opotrebenia a účinnosti čistenia pri odstraňovaní odliatkov z formy.