Обработка на силиконов каучук за електронната промишленост

By Майк Чен, Директор производство | 12+ години опит в производството на каучук |LinkedIn

Ключови изводи

• Силиконовият каучук, използван в електрониката, изисква толеранси при обработка в рамките на ±0,1 мм за уплътнения и уплътнения, както и съответствие с UL 94 V-0 за огнеупорни компоненти за вътрешни електронни компоненти.
• Прецизните машини за рязане на силикон със серво моторно управление постигат точност на подаване от ±0,1 мм при скорости на рязане до 120 ножа в минута за производство на електронни части.
• Ниската якост на разкъсване на силикона прави механичното отстраняване на импрегнантите трудно; криогенното отстраняване на импрегнантите при -100°C до -130°C е предпочитаният метод за силиконови електронни компоненти с тънък импрегнант под 0,3 мм.
• Тристепенните процеси на почистване и сушене премахват агентите за отделяне на матриците и замърсяванията от частици, преди силиконовите електронни части да преминат към сглобяване или опаковане.

Краткият отговор:Обработката на силиконов каучук за електронната индустрия включва прецизно рязане на силиконови листове в уплътнения и уплътнения, отстраняване на замърсявания от формовани силиконови електронни компоненти, почистване за отстраняване на агенти за отделяне на форми и замърсявания от частици, както и контролирано втвърдяване за постигане на определени физични свойства. Тъй като електронните корпуси и уплътнителните компоненти изискват размерни допуски в рамките на ±0,1 мм и чистота на повърхността, подходяща за чисти помещения, автоматизираното оборудване за обработка със серво моторно управление, PLC програмиране и многостепенни почистващи системи е стандартно в производството на силикон за електроника.

Силиконовият каучук е специализиран в електрониката заради своята термична стабилност, електрически изолационни свойства и устойчивост на влошаване от околната среда. Ключови приложения включват мембрани за клавиатури, уплътнения за конектори, EMI уплътнения, уплътнения за рамки на дисплеи, уплътнения за отделението за батерии и защитни ботуши за ключове и сензори. Всяко приложение налага специфични изисквания за обработка, които се различават от универсалното силиконово формоване поради строгите допуски и стандарти за чистота, изисквани от електронния монтаж.

Тъй като силиконовият каучук има температура на стъклен преход близо до -120°C и показва ниска якост на разкъсване в сравнение с други еластомери, неговата обработка изисква оборудване и параметри, съобразени с тези физически характеристики. Тази статия обхваща основните етапи на обработка - рязане, отстраняване на замърсявания, почистване и проверка на качеството - за компоненти от силиконов каучук, използвани в електронни продукти.

Приложения на силиконов каучук в електрониката: Изисквания за обработка

Компонентите от силиконов каучук в електронните продукти се разделят на три категории според сложността на обработката. Уплътненията и уплътненията обикновено се изрязват чрез щанцоване или рязане от каландрирани силиконови листове с дебелина от 0,5 мм до 5,0 мм.ASTM D2000Класификация за каучукови изделия, силиконовите уплътнения за електроника обикновено се специфицират под линейни обозначения като 2GE705 с изисквания за твърдост, опън и удължение, специфични за приложението.

Компонентите от формован силикон – клавиатури, ботуши и персонализирани корпуси – се произвеждат чрез компресионно или шприцване на течен силиконов каучук (LSR). Тези части изискват отстраняване на огнеупорния слой след формоване, а тънкият огнеупорен слой, типичен за LSR формоването, изисква криогенно или прецизно механично отстраняване на огнеупорния слой. Трета категория, силиконови капсулиращи материали и заливъчни съединения, се нанасят като течност и се втвърдяват на място без механична обработка.

UL 94 и IEC 60068 са посочени за изискванията за забавяне на горенето и екологични изпитвания в електронните приложения.

Прецизно рязане на силикон за електронни компоненти

Theмашина за рязане на силиконот Xiamen Xingchangjia е проектирана да обработва силиконови листове и ролки до точните размери, необходими за електронни уплътнения и уплътнения. Серво моторното задвижване на машината и PLC сензорното управление позволяват програмируеми модели на рязане с регулируема дълбочина и избор на острие, обработка на силиконови листове, тръби и персонализирани форми.

За производство на по-големи обеми силиконови части за електроника,напълно автоматична машина за рязане на силиконПредлага непрекъсната работа с автоматично подреждане. Ключовите спецификации включват регулируема ширина на рязане от нула нагоре, дължина на острието от 550 мм, дебелина на рязане от 0 до 10 мм и скорост на рязане до 120 ножа в минута. Машината използва пневматичен цилиндър за пресоване на материала, като налягането се регулира автоматично според дебелината на материала, елиминирайки ръчното регулиране на пружините, характерно за по-старото оборудване. PLC-контролираната система следи подаването на материал, броенето на продуктите и подреждането с аларми за недостиг на материал и условия на пълен стек.

Рязането тип „целувка“ – рязане през силиконовия слой, но не и през отделящата се подложка – е стандартният метод за силиконови уплътнения с лепило, използвани в електронните корпуси. Точността на подаване на серво мотора от ±0,1 мм е от решаващо значение за поддържане на размерна консистентност в хиляди части на партида.

Обезвъздушаване на електронни компоненти от силиконов каучук

Физическите свойства на силикона създават уникални предизвикателства при отстраняването на замърсяванията. Тъй като силиконовият каучук има ниска якост на разкъсване и висока гъвкавост, тънкият слой от матрицата се огъва, а не се чупи при механично износване. За силиконови електронни компоненти с дебелина на слоя под 0,3 мм, механичното отстраняване на замърсяванията рискува да разкъса основния материал на мястото на свързване на слоя. Криогенното отстраняване на замърсяванията при -100°C до -130°C с помощта на течен азот селективно прави тънкия слой крехък, като същевременно запазва структурната цялост на силиконовото тяло, което позволява чисто отстраняване на слоя без повреди по повърхността.

За силиконови части с по-дебел слой над 0,3 мм или прости геометрии на разделителната линия, може да се използва механично отстраняване на слоеве с меки материали и намалена скорост на барабанене.Механична машина за обезмасляване XCJ-G600обработва силиконови части в диапазона на диаметър от 3 мм до 100 мм, когато е настроен с подходящи параметри, въпреки че се препоръчват пробни партиди, за да се провери качеството на повърхността преди пълно производство.

Почистване и сушене на силиконови части за електронен монтаж

Силиконовите електронни компоненти изискват почистване след формоване и отстраняване на замърсители, за да се отстранят агентите за разделяне на матриците, остатъчният прах от формоване и замърсителите от работа. Агентите за разделяне на матриците могат да попречат на адхезивното свързване по време на електронния монтаж, а замърсяването с проводими частици може да причини късо съединение в сглобените устройства.машина за почистване и сушене на гумае специално проектиран за силиконова гума, хардуер, пластмаси и електронни корпуси, използвайки три групи от шестстепенни процедури за почистване, които могат да се комбинират свободно за различни нива на замърсяване.

За електронни приложения, изискващи съвместимост с чисти помещения, процесът на почистване трябва да използва дейонизирана вода и нейонни повърхностноактивни вещества, последвани от сушене с HEPA филтър, за да се предотврати повторно замърсяване. Шестте етапа на почистване на машината позволяват последователни цикли на измиване, изплакване и сушене, които могат да бъдат програмирани за специфични силиконови формули.IPC-1601Съгласно стандартите за работа с електронни сглобки, проверката на чистотата трябва да включва визуална проверка при 10-кратно увеличение и тестване за йонно замърсяване на частите, влизащи във високонадеждни електронни сглобки.

Контрол на качеството при обработката на силиконов каучук за електроника

Параметри за качество, базирани на типични спецификации за силиконови гумени компоненти в потребителски и промишлени електронни продукти. Специфичните изисквания варират в зависимост от производителя на оригинално оборудване (OEM).

Размерната проверка на силиконовите електронни части трябва да отчита коефициента на термично разширение на материала, който е приблизително 3-4 пъти по-висок от този на NBR или EPDM. Частите, измерени при 25°C, могат да бъдат до 0,15% по-големи от стандартната референтна температура от 23°C, посочена в ISO 3601 за измерване на размерите на О-пръстени. За прецизни силиконови електронни компоненти се препоръчват среди за проверка с контролирана температура.

Заключение: Интегрирана обработка за силиконов каучук с електронен клас

Обработката на силиконов каучук за електронната индустрия изисква прецизност на всеки етап - от рязане и отстраняване на замърсявания до почистване и проверка на качеството. Ниската якост на разкъсване и високата термична чувствителност на силикона изискват параметри на оборудването, различни от тези, използвани за NBR, EPDM или FKM компаунди. Автоматизирани машини за рязане със серво моторно управление, криогенно отстраняване на замърсявания за тънкослойни силиконови части и многостепенни почистващи системи формират стандартната производствена линия за силиконови компоненти за електроника.

Производителите, навлизащи на пазара на силикон за електроника, трябва да валидират всеки етап от обработката с тестови партиди преди пълното производство, като обръщат особено внимание на избора на метод за отстраняване на замърсявания въз основа на дебелината на замърсявания и ефективността на почистването за отстраняване на отливки от матрицата.