Szilikon gumi feldolgozás az elektronikai ipar számára

By Mike Chen, Termelési igazgató | Több mint 12 év gumigyártásban |LinkedIn

Főbb tanulságok

• Az elektronikában használt szilikonkaucsuk tömítések és szigetelések esetén ±0,1 mm-en belüli feldolgozási tűréshatárokat, a belső elektronikus alkatrészek esetében pedig az UL 94 V-0 lángálló szabványnak való megfelelést igényel.
• A szervomotoros vezérlésű precíziós szilikonvágó gépek ±0,1 mm-es előtolási pontosságot érnek el akár 120 kés/perc szeletelési sebesség mellett elektronikai alkatrészek gyártásához.
• A szilikon alacsony szakítószilárdsága megnehezíti a mechanikus villanyeltávolítást; a 0,3 mm-nél vékonyabb villanyréteg esetén a -100°C és -130°C közötti hőmérsékleten végzett kriogén villanyeltávolítás az előnyben részesített módszer.
• A háromlépcsős tisztítási és szárítási folyamatok eltávolítják a formaleválasztókat és a részecskékből álló szennyeződéseket, mielőtt a szilikon elektronikai alkatrészek összeszerelésre vagy csomagolásra kerülnének.

A rövid válasz:Az elektronikai iparban alkalmazott szilikonkaucsuk-feldolgozás magában foglalja a szilikonlemezek precíziós vágását tömítésekké és szigetelésekké, a fröccsöntött szilikon elektronikus alkatrészek sorjamentesítését, a formaleválasztó anyagok és a részecskeszennyeződések eltávolítását célzó tisztítást, valamint a meghatározott fizikai tulajdonságok eléréséhez szükséges szabályozott kikeményítést. Mivel az elektronikus házak és tömítőelemek ±0,1 mm-en belüli mérettűrést és tisztatéri környezethez megfelelő felületi tisztaságot igényelnek, az elektronikai minőségű szilikon gyártásában szabványosak a szervomotoros vezérlésű, PLC programozással és többlépcsős tisztítórendszerekkel ellátott automatizált feldolgozóberendezések.

A szilikon gumit az elektronikában hőstabilitása, elektromos szigetelő tulajdonságai és környezeti hatásokkal szembeni ellenállása miatt alkalmazzák. A főbb alkalmazások közé tartoznak a billentyűzet membránjai, csatlakozótömítések, EMI tömítések, kijelző keret tömítések, akkumulátorrekesz tömítések, valamint kapcsolók és érzékelők védőburkolatai. Minden alkalmazás speciális feldolgozási követelményeket támaszt, amelyek eltérnek az általános célú szilikon öntéstől az elektronikai összeszerelés által megkövetelt szigorú tűrések és tisztasági szabványok miatt.

Mivel a szilikonkaucsuk üvegesedési hőmérséklete közel -120°C, és más elasztomerekhez képest alacsony szakítószilárdsággal rendelkezik, feldolgozása olyan berendezéseket és paramétereket igényel, amelyek ezekhez a fizikai tulajdonságokhoz igazodnak. Ez a cikk az elektronikai termékekben használt szilikonkaucsuk alkatrészek fő feldolgozási szakaszait – vágás, sorjamentesítés, tisztítás és minőségellenőrzés – ismerteti.

Szilikon gumi alkalmazások az elektronikában: Feldolgozási követelmények

Az elektronikai termékekben található szilikon gumi alkatrészek a feldolgozási bonyolultság szerint három kategóriába sorolhatók. A tömítéseket és szigeteléseket jellemzően stancolva vagy csíptetővel vágják kalanderezett szilikon lemezekből, 0,5 mm és 5,0 mm közötti vastagságban.ASTM D2000A gumitermékek osztályozása szerint az elektronikai szilikon tömítéseket általában olyan vonalmegjelölések alatt határozzák meg, mint például a 2GE705, az alkalmazásnak megfelelő keménységi, szakítószilárdsági és nyúlási követelményekkel.

A fröccsöntött szilikon alkatrészeket – billentyűzeteket, csatlakozókat és egyedi burkolatokat – préseléses vagy folyékony szilikon gumi (LSR) fröccsöntéssel állítják elő. Ezeknél az alkatrészeknél a fröccsöntés után el kell távolítani a réteget, az LSR fröccsöntésre jellemző vékony réteg pedig kriogén vagy precíziós mechanikus rétegeltávolítást igényel. A harmadik kategóriába tartozó szilikon tokozások és kiöntőanyagok folyékony formában kerülnek felvitelre, és mechanikai feldolgozás nélkül a helyükön kötnek meg.

Az UL 94 és az IEC 60068 szabványokra hivatkoznak az elektronikus alkalmazások lángállósági és környezeti vizsgálati követelményei tekintetében.

Precíziós szilikon vágás elektronikus alkatrészekhez

Aszilikonvágó gépA Xiamen Xingchangjia által gyártott gép szilikonlemezeket és -tekercseket képes pontosan az elektronikus tömítésekhez és szigetelésekhez szükséges méretekre feldolgozni. A gép szervomotoros meghajtása és PLC érintőképernyős vezérlése lehetővé teszi a programozható vágási mintákat állítható mélységgel és pengeválasztással, valamint szilikonlemezek, csövek és egyedi formák kezelését.

Az elektronikus szilikon alkatrészek nagyobb volumenű gyártásához ateljesen automatikus szilikonvágó gépfolyamatos működést kínál automatikus halmozási funkcióval. A főbb specifikációk közé tartozik a nullától felfelé állítható szeletelési szélesség, az 550 mm-es pengehossz, a 0 és 10 mm közötti szeletvastagság, valamint a percenkénti akár 120 kés szeletelési sebesség. A gép pneumatikus hengerrel préseli az anyagot, amelynek nyomása automatikusan az anyagvastagsághoz igazodik, így kiküszöböli a régebbi berendezéseken található kézi rugós beállítást. A PLC-vezérelt rendszer figyeli az anyagadagolást, a termékszámlálást és a halmozást, és riasztásokat ad ki az anyaghiány és a megtelt halom esetén.

A szilikonréteg átvágása – a védőfólia nélkül – a ragasztós hátlapú szilikontömítések standard módszere az elektronikus házakban. A szervomotor ±0,1 mm-es előtolási pontossága kritikus fontosságú a méretkonzisztencia fenntartásához több ezer alkatrész gyártási tételein belül.

Szilikon gumi elektronikus alkatrészek villogásának eltávolítása

A szilikon fizikai tulajdonságai egyedi kihívásokat jelentenek a villanyszerelés során. Mivel a szilikon gumi alacsony szakítószilárdsággal és nagy rugalmassággal rendelkezik, a vékony villanyszerelés mechanikai kopás hatására inkább hajlik, mintsem törik. A 0,3 mm-nél kisebb villanyvastagságú szilikon elektronikai alkatrészek esetében a mechanikai villanyszerelés az alapanyag elszakadását okozhatja a villanycsatlakozásnál. A -100°C és -130°C között folyékony nitrogénnel végzett kriogén villanyszerelés szelektíven rideggé teszi a vékony villanyszerelést, miközben megőrzi a szilikon test szerkezeti integritását, lehetővé téve a villanyszerelés tiszta eltávolítását felületi károsodás nélkül.

0,3 mm-nél vastagabb sorjaanyaggal rendelkező szilikon alkatrészek vagy egyszerű elválasztóvonal-geometriák esetén mechanikus sorjaanyag-eltávolítás használható puha közeggel és csökkentett forgási sebességgel.XCJ-G600 mechanikus villámhárító gépmegfelelő paraméterek beállításával 3 mm és 100 mm közötti átmérőtartományban dolgoz fel szilikon alkatrészeket, bár a teljes gyártás előtt próbatételek készítése ajánlott a felületminőség ellenőrzésére.

Szilikon alkatrészek tisztítása és szárítása elektronikus szerelvényekhez

A szilikon elektronikus alkatrészeket öntés és villámmentesítés után meg kell tisztítani a formaleválasztók, a maradék villámpor és a kezelés során keletkező szennyeződések eltávolítása érdekében. A formaleválasztók zavarhatják a ragasztókötést az elektronikus összeszerelés során, a vezetőképes részecskékből származó szennyeződések pedig rövidzárlatot okozhatnak az összeszerelt eszközökben.gumitisztító és szárító gépkifejezetten szilikon gumi, hardver, műanyag és elektronikus burkolatok tisztítására tervezték, három, hatlépcsős tisztítási eljárásból álló csoportot alkalmazva, amelyek szabadon kombinálhatók a különböző szennyeződési szintekhez.

A tisztatéri kompatibilitást igénylő elektronikai alkalmazásoknál a tisztítási folyamat során ioncserélt vizet és nem ionos felületaktív anyagokat kell használni, majd HEPA-szűrős szárítást kell végezni az újraszennyeződés megelőzése érdekében. A gép hat tisztítási szakasza lehetővé teszi az egymást követő mosási, öblítési és szárítási ciklusokat, amelyek specifikus szilikonösszetételekhez programozhatók.IPC-1601Az elektronikus szerelvények kezelési szabványai szerint a tisztaság ellenőrzésének magában kell foglalnia a 10-szeres nagyításban történő vizuális ellenőrzést és az ionszennyeződés-vizsgálatot a nagy megbízhatóságú elektronikus szerelvényekbe belépő alkatrészek esetében.

Minőségellenőrzés az elektronikai szilikonkaucsuk-feldolgozás során

A minőségi paraméterek a fogyasztói és ipari elektronikai termékekben található szilikon gumi alkatrészek tipikus specifikációin alapulnak. A konkrét követelmények az OEM-enként eltérőek lehetnek.

A szilikon elektronikai alkatrészek méretvizsgálatánál figyelembe kell venni az anyag hőtágulási együtthatóját, amely körülbelül 3-4-szer magasabb, mint az NBR vagy EPDM esetében. A 25°C-on mért alkatrészek akár 0,15%-kal nagyobbak is lehetnek, mint az ISO 3601 szabványban az O-gyűrű méretmérésére meghatározott 23°C-os referenciahőmérsékleten. A precíziós szilikon elektronikai alkatrészekhez hőmérséklet-szabályozott vizsgálati környezet ajánlott.

Következtetés: Integrált feldolgozás elektronikai minőségű szilikon gumihoz

Az elektronikai iparban alkalmazott szilikonkaucsuk-feldolgozás minden szakaszban precíziót igényel – a vágástól és a villámtalanítástól kezdve a tisztításon és a minőségellenőrzésen át. A szilikon alacsony szakítószilárdsága és magas hőérzékenysége eltérő berendezésparamétereket igényel, mint amelyeket az NBR, EPDM vagy FKM vegyületekhez használnak. Az elektronikai minőségű szilikon alkatrészek standard feldolgozó sorát szervomotoros vezérlésű automatizált vágógépek, a vékony rétegű szilikon alkatrészek kriogén villámtalanítása és a többlépcsős tisztítórendszerek alkotják.

Az elektronikai szilikon piacra belépő gyártóknak minden feldolgozási szakaszt teszttételekkel kell validálniuk a teljes gyártás előtt, különös figyelmet fordítva a villaréteg eltávolításának módszerének kiválasztására a villaréteg vastagsága és a formalevékonyítás tisztítási hatékonysága alapján.