Zpracování silikonového kaučuku pro elektronický průmysl

By Mike Chen, výrobní ředitel | Více než 12 let zkušeností ve výrobě pryže |LinkedIn

Klíčové poznatky

• Silikonová pryž používaná v elektronice vyžaduje tolerance zpracování v rozmezí ±0,1 mm pro těsnění a ucpávky a shodu s normami UL 94 V-0 pro zpomalování hoření pro vnitřní elektronické součástky.
• Přesné řezací stroje na silikon s řízením servomotorem dosahují pro výrobu elektronických součástek přesnosti posuvu ±0,1 mm při rychlostech řezání až 120 nožů za minutu.
• Nízká pevnost silikonu v tahu ztěžuje mechanické odstraňování otřepů; kryogenní odstraňování otřepů při teplotě -100 °C až -130 °C je preferovanou metodou pro silikonové elektronické součástky s tenkým otřepem pod 0,3 mm.
• Třístupňové procesy čištění a sušení odstraňují separační činidla a nečistoty ze silikonových elektronických součástek předtím, než se pustí do montáže nebo balení.

Krátká odpověď:Zpracování silikonového kaučuku pro elektronický průmysl zahrnuje přesné řezání silikonových fólií na těsnění a uzávěry, odstraňování otřepů z lisovaných silikonových elektronických součástek, čištění za účelem odstranění separačních činidel a kontaminace částicemi a řízené vytvrzování pro dosažení specifických fyzikálních vlastností. Protože elektronické kryty a těsnicí komponenty vyžadují rozměrové tolerance v rozmezí ±0,1 mm a čistotu povrchu vhodnou pro prostředí s čistými prostory, je automatizované zpracovatelské zařízení s řízením servomotorů, programováním PLC a vícestupňovými čisticími systémy standardem při výrobě silikonu pro elektroniku.

Silikonový kaučuk je v elektronice specifický pro svou tepelnou stabilitu, elektrické izolační vlastnosti a odolnost vůči degradaci vlivy prostředí. Mezi klíčové aplikace patří membrány klávesnic, těsnění konektorů, těsnění EMI, těsnění rámečků displejů, těsnění přihrádek na baterie a ochranné kryty pro spínače a senzory. Každá aplikace klade specifické požadavky na zpracování, které se liší od univerzálních silikonových výlisků kvůli přísným tolerancím a standardům čistoty požadovaným při elektronické montáži.

Protože silikonový kaučuk má teplotu skelného přechodu blízkou -120 °C a vykazuje nízkou pevnost v tahu ve srovnání s jinými elastomery, vyžaduje jeho zpracování zařízení a parametry přizpůsobené těmto fyzikálním vlastnostem. Tento článek se zabývá hlavními fázemi zpracování – řezáním, odstraňováním otřepů, čištěním a ověřováním kvality – pro silikonové pryžové součástky používané v elektronických výrobcích.

Aplikace silikonového kaučuku v elektronice: Požadavky na zpracování

Silikonové pryžové komponenty v elektronických výrobcích se dělí do tří kategorií podle složitosti zpracování. Těsnění a uzávěry se obvykle vyřezávají nebo řezají z kalandrovaných silikonových fólií o tloušťce od 0,5 mm do 5,0 mm.ASTM D2000Klasifikace pro pryžové výrobky, silikonová těsnění pro elektroniku jsou běžně specifikována pod popisy linek, jako je 2GE705, s požadavky na tvrdost, pevnost v tahu a prodloužení specifickými pro danou aplikaci.

Lisované silikonové komponenty – klávesnice, kryty a zakázkové kryty – se vyrábějí kompresí nebo vstřikováním tekutého silikonového kaučuku (LSR). Tyto díly vyžadují po vstřikování odstranění otřepu a tenký otřep typický pro vstřikování LSR vyžaduje kryogenní nebo přesné mechanické odstranění otřepu. Třetí kategorie, silikonové zalévací hmoty a zalévací hmoty, se nanášejí v tekuté formě a vytvrzují se na místě bez mechanického zpracování.

Pro požadavky na zpomalení hoření a environmentální testy v elektronických aplikacích se odkazují na normy UL 94 a IEC 60068.

Přesné řezání silikonu pro elektronické součástky

Ten/Ta/Tosilikonový řezací strojSpolečnost Xingchangjia od společnosti Xiamen je navržena pro zpracování silikonových desek a rolí do přesných rozměrů požadovaných pro elektronická těsnění a uzávěry. Servomotor stroje a dotykové ovládání PLC umožňují programovatelné řezné vzory s nastavitelnou hloubkou a výběrem čepele, manipulaci se silikonovými deskami, trubkami a zakázkovými tvary.

Pro velkoobjemovou výrobu elektronických silikonových součástekplně automatický stroj na řezání silikonuNabízí nepřetržitý provoz s automatickým stohováním. Mezi klíčové specifikace patří nastavitelná šířka řezu od nuly nahoru, délka čepele 550 mm, tloušťka řezu od 0 do 10 mm a rychlost řezání až 120 nožů za minutu. Stroj používá pneumatický válec k lisování materiálu s automaticky se nastavovaným tlakem podle tloušťky materiálu, čímž se eliminuje ruční nastavování pružiny, které bylo typické pro starší zařízení. Systém řízený PLC monitoruje podávání materiálu, počítání produktů a stohování s alarmy pro nedostatek materiálu a stav plné stohovací kapacity.

Kiss cutting – prořezávání silikonové vrstvy, ale nikoliv ochranné fólie – je standardní metoda pro silikonová těsnění s lepidlem používaná v elektronických pouzdrech. Přesnost podávání servomotoru ±0,1 mm je zásadní pro udržení rozměrové konzistence napříč tisíci díly v dávce.

Odstraňování záblesků ze silikonové pryže, elektronické součástky

Fyzikální vlastnosti silikonu představují jedinečné výzvy pro odstraňování otřepů. Protože silikonový kaučuk má nízkou pevnost v tahu a vysokou flexibilitu, tenký otřep se při mechanickém oděru spíše ohýbá, než aby se zlomil. U silikonových elektronických součástek s tloušťkou otřepu menší než 0,3 mm hrozí mechanické odstraňování otřepů roztržením základního materiálu v místě spojení otřepů. Kryogenní odstraňování otřepů při teplotě -100 °C až -130 °C za použití kapalného dusíku selektivně zkřehčuje tenký otřep a zároveň zachovává strukturální integritu silikonového tělesa, což umožňuje čisté odstranění otřepů bez poškození povrchu.

U silikonových dílů s tloušťkou otřepu nad 0,3 mm nebo s jednoduchou geometrií dělicí linie lze použít mechanické odhrotování s měkkými médii a sníženou rychlostí omílání.Mechanický odhrotovací stroj XCJ-G600Zpracovává silikonové díly v rozsahu průměrů od 3 mm do 100 mm při nastavení vhodných parametrů, ačkoli se před plnou výrobou doporučují zkušební šarže k ověření kvality povrchu.

Čištění a sušení silikonových dílů pro elektronickou montáž

Silikonové elektronické součástky vyžadují po vstřikování a odstranění otřepů čištění, aby se odstranily separační prostředky, zbytkový prach a nečistoty z manipulace. Separační prostředky mohou narušit lepené spoje během elektronické montáže a kontaminace vodivými částicemi může způsobit zkraty v sestavených zařízeních.stroj na čištění a sušení gumyje speciálně navržen pro silikonovou pryž, hardware, plasty a elektronické kryty a využívá tři skupiny šestistupňových čisticích postupů, které lze volně kombinovat pro různé úrovně znečištění.

Pro elektronické aplikace vyžadující kompatibilitu s čistými prostory by měl čisticí proces používat deionizovanou vodu a neiontové povrchově aktivní látky následované sušením filtrem HEPA, aby se zabránilo opětovné kontaminaci. Šest čisticích fází stroje umožňuje postupné cykly mytí, oplachování a sušení, které lze naprogramovat pro specifické silikonové složení.IPC-1601V souladu s normami pro manipulaci s elektronickými sestavami by ověřování čistoty mělo zahrnovat vizuální kontrolu při 10násobném zvětšení a testování iontové kontaminace u součástí vstupujících do vysoce spolehlivých elektronických sestav.

Kontrola kvality při zpracování silikonového kaučuku pro elektroniku

Parametry kvality vycházejí z typických specifikací pro silikonové pryžové součástky ve spotřební a průmyslové elektronice. Specifické požadavky se liší v závislosti na výrobci originálního vybavení (OEM).

Rozměrová kontrola silikonových elektronických součástek by měla zohledňovat koeficient tepelné roztažnosti materiálu, který je přibližně 3–4krát vyšší než u NBR nebo EPDM. Součásti měřené při 25 °C mohou být až o 0,15 % větší než při standardní referenční teplotě 23 °C specifikované v normě ISO 3601 pro měření rozměrů O-kroužků. Pro přesné silikonové elektronické součástky se doporučuje kontrolované teplotní prostředí.

Závěr: Integrované zpracování silikonové pryže pro elektroniku

Zpracování silikonového kaučuku pro elektronický průmysl vyžaduje přesnost v každé fázi – od řezání a odstraňování otřepů až po čištění a ověřování kvality. Nízká pevnost v tahu a vysoká tepelná citlivost silikonu vyžadují jiné parametry zařízení než ty, které se používají pro směsi NBR, EPDM nebo FKM. Standardní výrobní linku pro silikonové součástky elektronické kvality tvoří automatizované řezací stroje se servomotorovým řízením, kryogenní odstraňování otřepů pro tenké silikonové díly a vícestupňové čisticí systémy.

Výrobci vstupující na trh se silikonem pro elektroniku by měli před plnou výrobou ověřit každou fázi zpracování zkušebními šaržemi, přičemž by měli věnovat zvláštní pozornost výběru metody odstraňování otřepů na základě tloušťky vrstvy otřepů a účinnosti čištění pro odstranění odlitku z formy.