Silikoonkummi töötlemine elektroonikatööstusele

By Mike Chen, tootmisdirektor | 12+ aastat kogemust kummitööstuses |LinkedIn

Peamised järeldused

• Elektroonikas kasutatav silikoonkumm nõuab tihendite ja hermeetikute töötlemistolerantse ±0,1 mm piires ning sisemiste elektroonikakomponentide vastavust UL 94 V-0 leegiaeglustavale standardile.
• Servomootori juhtimisega täppis-silikoonilõikusmasinad saavutavad elektroonikadetailide tootmiseks kuni 120 noa minutis viilutamiskiirusel ±0,1 mm söötmise täpsuse.
• Silikooni madal rebenemistugevus muudab mehaanilise kattekihi eemaldamise keeruliseks; krüogeenne kattekiht temperatuuril -100 °C kuni -130 °C on eelistatud meetod silikoonist elektroonikakomponentide puhul, mille õhuke kattekiht on alla 0,3 mm.
• Kolmeastmeline puhastus- ja kuivatamisprotsessi käigus eemaldatakse vormimäärded ja tahkete osakeste saaste enne, kui silikoonist elektroonikadetailid lähevad kokkupanekule või pakendamisele.

Lühike vastus:Elektroonikatööstuses kasutatav silikoonkummi töötlemine hõlmab silikoonlehtede täpset lõikamist tihenditeks ja tihenditeks, vormitud silikoonist elektroonikakomponentide puhastamist vormimäärdeainetest ja tahkete osakeste saastumisest ning kontrollitud kõvendamist kindlaksmääratud füüsikaliste omaduste saavutamiseks. Kuna elektroonikakorpused ja tihenduskomponendid vajavad mõõtmete tolerantse ±0,1 mm piires ja pinna puhtust, mis sobib puhasruumi keskkondadesse, on elektroonikakvaliteediga silikooni tootmisel standardvarustuses servomootori juhtimise, PLC programmeerimise ja mitmeastmeliste puhastussüsteemidega automatiseeritud töötlemisseadmed.

Silikoonkummi on elektroonikas spetsifikatsioonis selle termilise stabiilsuse, elektriisolatsiooniomaduste ja keskkonnamõjudele vastupidavuse tõttu. Peamised rakendused hõlmavad klaviatuurimembraane, pistikute tihendeid, EMI-tihendeid, ekraaniraami tihendeid, akupesa tihendeid ning lülitite ja andurite kaitseümbriseid. Iga rakendus esitab spetsiifilised töötlemisnõuded, mis erinevad üldotstarbelisest silikoonvormimisest elektroonikamontaažis nõutavate rangete tolerantside ja puhtusstandardite tõttu.

Kuna silikoonkummi klaasistumistemperatuur on lähedal -120 °C-le ja sellel on teiste elastomeeridega võrreldes madal rebenemistugevus, nõuab selle töötlemine seadmeid ja parameetreid, mis on kohandatud nendele füüsikalistele omadustele. See artikkel käsitleb elektroonikatoodetes kasutatavate silikoonkummist komponentide peamisi töötlemisetappe – lõikamist, lihvimist, puhastamist ja kvaliteedikontrolli.

Silikoonkummi rakendused elektroonikas: töötlemisnõuded

Elektroonikatoodete silikoonkummist komponendid jagunevad töötlemise keerukuse järgi kolme kategooriasse. Tihendid ja tihendid lõigatakse tavaliselt kalandreeritud silikoonlehtedest stantsi või lõigatakse otse välja paksusega 0,5 mm kuni 5,0 mm. IgaASTM D2000Kummitoodete klassifikatsioonis on elektroonika silikoontihendid tavaliselt määratletud reaviidete all, näiteks 2GE705, mille kõvadus-, tõmbe- ja venivusnõuded on rakendusele spetsiifilised.

Valatud silikoonkomponendid – klahvistikud, kaitseümbrised ja kohandatud korpused – toodetakse survevalu või vedela silikoonkummi (LSR) survevalu teel. Need osad vajavad pärast vormimist kattekihi eemaldamist ning LSR-vormimisele tüüpiline õhuke kattekiht nõuab krüogeenset või täppismehaanilist kattekihi eemaldamist. Kolmas kategooria, silikoonist kapseldajad ja täitemassid, kantakse peale vedelal kujul ja kõvendatakse kohapeal ilma mehaanilise töötlemiseta.

Elektroonikarakenduste leegiaeglustuse ja keskkonnakatsete nõuete osas viidatakse standarditele UL 94 ja IEC 60068.

Elektrooniliste komponentide täpne silikoonilõikus

Seesilikooni lõikamismasinXiameni Xingchangjia masin on loodud silikoonlehtede ja -rullide töötlemiseks elektrooniliste tihendite ja hermeetikute jaoks vajalikesse täpsetesse mõõtmetesse. Masina servomootori ajam ja PLC puutetundlik ekraan võimaldavad programmeeritavaid lõikemustreid reguleeritava sügavuse ja tera valikuga, käsitledes silikoonlehti, torusid ja kohandatud kujundeid.

Elektrooniliste silikoondetailide suuremahuliseks tootmiseksTäisautomaatne silikoonilõikusmasinPakub pidevat tööd automaatse virnastusega. Peamised tehnilised andmed hõlmavad viilutamise laiuse reguleerimist nullist ülespoole, tera pikkust 550 mm, viilutamise paksust 0–10 mm ja viilutamiskiirust kuni 120 nuga minutis. Masin kasutab materjali pressimiseks pneumaatilist silindrit, mille rõhk reguleeritakse automaatselt materjali paksusele, välistades vanematele seadmetele omase käsitsi vedrureguleerimise. PLC-juhitav süsteem jälgib materjali etteannet, toodete loendamist ja virnastamist ning annab häireid materjali puuduse ja täisvirna korral.

Elektroonikaseadmetes kasutatavate liimiga tagatud silikoontihendite standardmeetod on suudluslõikamine – see tähendab silikoonkihi läbilõikamist, kuid mitte kaitsekihi läbilõikamist. Servomootori etteande täpsus ±0,1 mm on kriitilise tähtsusega mõõtmete järjepidevuse säilitamiseks tuhandete osade puhul partii kohta.

Silikoonkummist elektroonikakomponentide välgu eemaldamine

Silikooni füüsikalised omadused tekitavad ainulaadseid probleeme valuvormi eemaldamisega. Kuna silikoonkummil on madal rebenemistugevus ja suur painduvus, siis õhukesed valuvormi tükid mehaanilise hõõrdumise korral pigem painduvad kui purunevad. Silikoonist elektroonikakomponentide puhul, mille valuvormi paksus on alla 0,3 mm, on mehaanilise valuvormi eemaldamise korral oht alusmaterjali rebeneda valuvormi ühenduskohas. Krüogeenne valuvormi eemaldamine temperatuuril -100 °C kuni -130 °C vedela lämmastikuga muudab õhukese valuvormi valikuliselt hapraks, säilitades samal ajal silikoonkeha struktuurilise terviklikkuse, võimaldades valuvormi puhast eemaldamist ilma pinna kahjustamata.

Paksema kui 0,3 mm paksuse silikoondetailide või lihtsate eraldusjoonte geomeetriaga silikoondetailide puhul saab mehaanilist kattekihti eemaldada pehme materjali ja vähendatud trummeldamiskiirusega.XCJ-G600 mehaaniline välgueemaldajatöötleb silikoondetaile läbimõõduvahemikus 3–100 mm, kui seda reguleerida sobivate parameetritega, kuigi enne täielikku tootmist on pinnakvaliteedi kontrollimiseks soovitatav teha proovipartiisid.

Elektroonikaseadmete silikoondetailide puhastamine ja kuivatamine

Silikoonist elektroonikakomponendid vajavad pärast vormimist ja leegi eemaldamist puhastamist, et eemaldada vormimäärded, järelejäänud leegitolm ja käitlemisel tekkinud saasteained. Vormimäärded võivad elektroonika kokkupaneku ajal liimühendust häirida ja juhtivate osakeste saastumine võib kokkupandud seadmetes lühiseid põhjustada.kummist puhastus- ja kuivatusmasinon spetsiaalselt loodud silikoonkummi, riistvara, plasti ja elektroonikakorpuste puhastamiseks, kasutades kolme kuueastmelist puhastusprotseduuri, mida saab erinevate saastumistasemete jaoks vabalt kombineerida.

Elektroonikarakenduste puhul, mis nõuavad puhasruumiga ühilduvust, peaks puhastusprotsessis kasutama deioniseeritud vett ja mitteioonseid pindaktiivseid aineid, millele järgneb HEPA-filtriga kuivatamine, et vältida uuesti saastumist. Masina kuus puhastusetappi võimaldavad järjestikuseid pesu-, loputus- ja kuivatustsükleid, mida saab programmeerida konkreetsete silikoonvalemite jaoks.IPC-1601Elektroonikaseadmete käitlemisstandardite kohaselt peaks puhtuse kontroll hõlmama visuaalset kontrolli 10-kordse suurendusega ja ioonse saastumise testimist osade puhul, mis sisenevad suure töökindlusega elektroonikaseadmetesse.

Kvaliteedikontroll silikoonkummi töötlemisel elektroonikas

Kvaliteediparameetrid põhinevad tarbeelektroonika- ja tööstuselektroonikatoodete silikoonkummist komponentide tüüpilistel spetsifikatsioonidel. Konkreetsed nõuded varieeruvad olenevalt tootjast.

Silikoonist elektroonikakomponentide mõõtmete kontrollimisel tuleks arvestada materjali soojuspaisumisteguriga, mis on ligikaudu 3-4 korda suurem kui NBR-il või EPDM-il. 25 °C juures mõõdetud detailid võivad olla kuni 0,15% suuremad kui standardis ISO 3601 O-rõnga mõõtmete mõõtmiseks määratud standardtemperatuuril 23 °C. Täppis-silikoonist elektroonikakomponentide puhul on soovitatav kasutada temperatuuriga kontrollitud kontrollikeskkondi.

Kokkuvõte: integreeritud töötlemine elektroonikaklassi silikoonkummi jaoks

Elektroonikatööstuses kasutatav silikoonkummi töötlemine nõuab täpsust igas etapis – alates lõikamisest ja kattekihi eemaldamisest kuni puhastamise ja kvaliteedikontrollini. Silikooni madal rebenemistugevus ja kõrge termiline tundlikkus nõuavad seadmeparameetreid, mis erinevad NBR-, EPDM- või FKM-ühendite puhul kasutatavatest. Elektroonikakvaliteediga silikoonkomponentide standardseks töötlemisliiniks on automatiseeritud lõikemasinad servomootori juhtimisega, krüogeensed kattekihi eemaldamise seadmed õhukeste silikoondetailide jaoks ja mitmeastmelised puhastussüsteemid.

Elektroonika silikooniturule sisenevad tootjad peaksid enne täielikku tootmist iga töötlemisetappi valideerima katsepartiidega, pöörates erilist tähelepanu vormimäärde eemaldamise meetodi valikule, mis põhineb vormimäärde paksusel ja puhastustõhususel.