Obrada silikonske gume za elektroničku industriju

By Mike Chen, direktor proizvodnje | 12+ godina iskustva u proizvodnji gume |LinkedIn

Ključne zaključke

• Silikonska guma koja se koristi u elektronici zahtijeva tolerancije obrade unutar ±0,1 mm za brtve i zaptivke te sukladnost s UL 94 V-0 standardom za usporavanje plamena za unutarnje elektroničke komponente.
• Precizni strojevi za rezanje silikona s servo motornom kontrolom postižu točnost pomicanja od ±0,1 mm pri brzinama rezanja do 120 noževa u minuti za proizvodnju elektroničkih dijelova.
• Niska čvrstoća silikona na kidanje otežava mehaničko uklanjanje naboja; kriogeno uklanjanje naboja na -100°C do -130°C je preferirana metoda za silikonske elektroničke komponente s tankim nabojem ispod 0,3 mm.
• Trostupanjski procesi čišćenja i sušenja uklanjaju sredstva za odvajanje kalupa i onečišćenje česticama prije nego što se silikonski elektronički dijelovi sastavljaju ili pakiraju.

Kratak odgovor:Obrada silikonske gume za elektroničku industriju uključuje precizno rezanje silikonskih listova u brtve i zaptivke, uklanjanje isparavanja s oblikovanih silikonskih elektroničkih komponenti, čišćenje radi uklanjanja sredstava za odvajanje kalupa i onečišćenja česticama te kontrolirano stvrdnjavanje radi postizanja specificiranih fizikalnih svojstava. Budući da elektronička kućišta i brtvene komponente zahtijevaju dimenzijske tolerancije unutar ±0,1 mm i čistoću površine prikladnu za čiste prostorije, automatizirana oprema za obradu s upravljanjem servo motorom, PLC programiranjem i višestupanjskim sustavima čišćenja standardna je u proizvodnji silikona elektroničke kvalitete.

Silikonska guma je specificirana u elektronici zbog svoje toplinske stabilnosti, svojstava električne izolacije i otpornosti na degradaciju u okolišu. Ključne primjene uključuju membrane tipkovnice, brtve konektora, EMI brtve, brtve okvira zaslona, ​​brtve odjeljka za baterije i zaštitne čizme za prekidače i senzore. Svaka primjena nameće specifične zahtjeve obrade koji se razlikuju od općeg silikonskog oblikovanja zbog strogih tolerancija i standarda čistoće koje zahtijeva elektronička montaža.

Budući da silikonska guma ima temperaturu staklastog prijelaza blizu -120 °C i pokazuje nisku čvrstoću na kidanje u usporedbi s drugim elastomerima, njezina obrada zahtijeva opremu i parametre prilagođene tim fizičkim karakteristikama. Ovaj članak obuhvaća glavne faze obrade - rezanje, uklanjanje začepljenja, čišćenje i provjeru kvalitete - za komponente od silikonske gume koje se koriste u elektroničkim proizvodima.

Primjena silikonske gume u elektronici: Zahtjevi za obradu

Silikonske gumene komponente u elektroničkim proizvodima spadaju u tri kategorije prema složenosti obrade. Brtve i zaptivke se obično izrezuju kalupima ili kliznim rezanjem iz kalandriranih silikonskih listova debljine od 0,5 mm do 5,0 mm.ASTM D2000klasifikacija za gumene proizvode, silikonske brtve za elektroniku obično se specificiraju pod oznakama linija kao što je 2GE705 sa zahtjevima tvrdoće, vlačne čvrstoće i istezanja specifičnim za primjenu.

Komponente od lijevanog silikona - tipkovnice, zaštitne ploče i prilagođena kućišta - proizvode se kompresijom ili injekcijskim prešanjem tekuće silikonske gume (LSR). Ovi dijelovi zahtijevaju uklanjanje hrapavog sloja nakon prešanja, a tanki sloj tipičan za LSR prešanje zahtijeva kriogeno ili precizno mehaničko uklanjanje hrapavog sloja. Treća kategorija, silikonski enkapsulanti i mase za zalijevanje, nanose se kao tekućina i stvrdnjavaju na mjestu bez mehaničke obrade.

Za zahtjeve ispitivanja otpornosti na plamen i utjecaja na okoliš u elektroničkim primjenama koriste se UL 94 i IEC 60068.

Precizno rezanje silikona za elektroničke komponente

Thestroj za rezanje silikonaTvrtka Xingchangjia tvrtke Xiamen dizajnirana je za obradu silikonskih ploča i rola u precizne dimenzije potrebne za elektroničke brtve i zaptivke. Servo motor stroja i PLC upravljanje putem zaslona osjetljivog na dodir omogućuju programabilne uzorke rezanja s podesivom dubinom i odabirom oštrice, rukovanje silikonskim pločama, cijevima i prilagođenim oblicima.

Za proizvodnju većih količina elektroničkih silikonskih dijelova,potpuno automatski stroj za rezanje silikonanudi kontinuirani rad s automatskim slaganjem. Ključne specifikacije uključuju širinu rezanja podesivu od nule prema gore, duljinu oštrice od 550 mm, debljinu rezanja od 0 do 10 mm i brzinu rezanja do 120 noževa u minuti. Stroj koristi pneumatski cilindar za prešanje materijala s automatskim podešavanjem tlaka prema debljini materijala, čime se eliminira ručno podešavanje opruge koje se nalazi na starijoj opremi. PLC-kontrolirani sustav prati dovod materijala, brojanje proizvoda i slaganje s alarmima za nedostatak materijala i uvjete punog slaganja.

Rezanje kroz silikonski sloj, ali ne i kroz zaštitnu foliju, standardna je metoda za silikonske brtve s ljepljivom podlogom koje se koriste u elektroničkim kućištima. Točnost pomicanja servo motora od ±0,1 mm ključna je za održavanje dimenzijske konzistentnosti tisuća dijelova po seriji.

Uklanjanje treperenja od elektroničkih komponenti od silikonske gume

Fizička svojstva silikona stvaraju jedinstvene izazove uklanjanja iverja. Budući da silikonska guma ima nisku čvrstoću na kidanje i visoku fleksibilnost, tanki kalupni iver se savija, a ne lomi pod mehaničkim abrazijom. Za silikonske elektroničke komponente s debljinom iverja ispod 0,3 mm, mehaničko uklanjanje iverja riskira kidanje osnovnog materijala na spoju iverja. Kriogeno uklanjanje iverja na -100°C do -130°C korištenjem tekućeg dušika selektivno čini tanki iverak krhkim, a istovremeno čuva strukturni integritet silikonskog tijela, omogućujući čisto uklanjanje iverja bez oštećenja površine.

Za silikonske dijelove s debljim slojem iznad 0,3 mm ili jednostavnim geometrijama linije razdvajanja, mehaničko uklanjanje sloja može se koristiti s mekim medijima i smanjenom brzinom bubnjanja.XCJ-G600 mehanički stroj za uklanjanje bljeskovaObrađuje silikonske dijelove u rasponu promjera od 3 mm do 100 mm uz podešavanje odgovarajućih parametara, iako se preporučuju probne serije kako bi se provjerila kvaliteta površine prije pune proizvodnje.

Čišćenje i sušenje silikonskih dijelova za elektroničku montažu

Silikonske elektroničke komponente zahtijevaju čišćenje nakon oblikovanja i uklanjanja bljeska kako bi se uklonila sredstva za odvajanje kalupa, preostala prašina od bljeska i nečistoće od rukovanja. Sredstva za odvajanje kalupa mogu ometati lijepljenje tijekom elektroničke montaže, a onečišćenje vodljivim česticama može uzrokovati kratke spojeve u sastavljenim uređajima.stroj za čišćenje i sušenje gumeposebno je dizajniran za silikonsku gumu, hardver, plastiku i elektronička kućišta, koristeći tri skupine postupaka čišćenja u šest faza koji se mogu slobodno kombinirati za različite stupnjeve kontaminacije.

Za elektroničke primjene koje zahtijevaju kompatibilnost s čistim sobama, proces čišćenja trebao bi koristiti deioniziranu vodu i neionske surfaktante, nakon čega slijedi sušenje HEPA filterom kako bi se spriječila ponovna kontaminacija. Šest faza čišćenja stroja omogućuju sekvencijalne cikluse pranja, ispiranja i sušenja koji se mogu programirati za specifične formulacije silikona.IPC-1601Standardi rukovanja elektroničkim sklopovima, provjera čistoće trebala bi uključivati ​​vizualni pregled pri 10x povećanju i testiranje ionske kontaminacije za dijelove koji ulaze u visokopouzdane elektroničke sklopove.

Kontrola kvalitete u obradi silikonske gume za elektroniku

Parametri kvalitete temelje se na tipičnim specifikacijama za silikonske gumene komponente u potrošačkim i industrijskim elektroničkim proizvodima. Specifični zahtjevi razlikuju se ovisno o proizvođaču originalne opreme (OEM).

Dimenzionalni pregled silikonskih elektroničkih dijelova treba uzeti u obzir koeficijent toplinskog širenja materijala, koji je otprilike 3-4 puta veći od NBR-a ili EPDM-a. Dijelovi mjereni na 25 °C mogu biti do 0,15 % veći nego na standardnoj referentnoj temperaturi od 23 °C navedenoj u ISO 3601 za mjerenje dimenzija O-prstena. Za precizne silikonske elektroničke komponente preporučuju se temperaturno kontrolirana okruženja za pregled.

Zaključak: Integrirana obrada za silikonsku gumu elektroničke kvalitete

Obrada silikonske gume za elektroničku industriju zahtijeva preciznost u svakoj fazi - od rezanja i uklanjanja naplavina do čišćenja i provjere kvalitete. Niska čvrstoća na kidanje i visoka toplinska osjetljivost silikona zahtijevaju parametre opreme koji se razlikuju od onih koji se koriste za NBR, EPDM ili FKM spojeve. Automatizirani strojevi za rezanje sa servo upravljanjem motorom, kriogeno uklanjanje naplavina za tanke silikonske dijelove i višestupanjski sustavi za čišćenje čine standardnu ​​liniju za obradu silikonskih komponenti elektroničke kvalitete.

Proizvođači koji ulaze na tržište silikona za elektroničke uređaje trebali bi validirati svaku fazu obrade testnim serijama prije pune proizvodnje, obraćajući posebnu pozornost na odabir metode uklanjanja bljeska na temelju debljine bljeska i učinkovitosti čišćenja za uklanjanje od kalupa.