Silikonegummiforarbejdning til elektronikindustrien

By Mike Chen, Produktionsdirektør | 12+ år i gummiproduktion |LinkedIn

Vigtige konklusioner

• Silikonegummi, der anvendes i elektronik, kræver bearbejdningstolerancer inden for ±0,1 mm for pakninger og tætninger og UL 94 V-0 flammehæmmende overholdelse af interne elektroniske komponenter.
• Præcisions silikoneskæremaskiner med servomotorstyring opnår en tilspændingsnøjagtighed på ±0,1 mm ved skærehastigheder på op til 120 knive i minuttet til produktion af elektroniske dele.
• Silikones lave rivestyrke gør mekanisk afflashning udfordrende; kryogen afflashning ved -100°C til -130°C er den foretrukne metode til elektroniske silikonekomponenter med tynd afflashning under 0,3 mm.
• Tretrins rengørings- og tørringsprocesser fjerner formfrigørelsesmidler og partikelforurening, før elektroniske silikonedele går videre til montering eller emballering.

Det korte svar:Forarbejdning af silikonegummi til elektronikindustrien involverer præcisionsskæring af silikoneplader til pakninger og tætninger, afflasning af støbte elektroniske silikonekomponenter, rengøring for at fjerne formfrigørelsesmidler og partikelforurening samt kontrolleret hærdning for at opnå specificerede fysiske egenskaber. Da elektroniske kabinetter og tætningskomponenter kræver dimensionstolerancer inden for ±0,1 mm og overfladerenhed, der er egnet til renrumsmiljøer, er automatiseret procesudstyr med servomotorstyring, PLC-programmering og flertrinsrensningssystemer standard i produktion af silikone i elektronikkvalitet.

Silikonegummi er specificeret i elektronik for sin termiske stabilitet, elektriske isoleringsegenskaber og modstandsdygtighed over for miljøforringelse. Nøgleanvendelser omfatter tastaturmembraner, stikforseglinger, EMI-pakninger, skærmkantpakninger, batterirumsforseglinger og beskyttelsesmanchetter til afbrydere og sensorer. Hver anvendelse stiller specifikke forarbejdningskrav, der adskiller sig fra generel silikonestøbning på grund af de snævre tolerancer og renhedsstandarder, der kræves af elektronisk samling.

Da silikonegummi har en glasovergangstemperatur på nær -120 °C og udviser lav rivestyrke sammenlignet med andre elastomerer, kræver dens forarbejdning udstyr og parametre, der er skræddersyet til disse fysiske egenskaber. Denne artikel dækker de vigtigste forarbejdningsfaser - skæring, afflaskning, rengøring og kvalitetsverifikation - for silikonegummikomponenter, der anvendes i elektroniske produkter.

Silikonegummiapplikationer i elektronik: Forarbejdningskrav

Silikonegummikomponenter i elektroniske produkter falder i tre kategorier efter proceskompleksitet. Pakninger og tætninger er typisk udstansede eller kiss-cut fra kalandrerede silikoneplader med tykkelser fra 0,5 mm til 5,0 mm. Pr.ASTM D2000Klassificering for gummiprodukter, silikonepakninger til elektronik er almindeligvis specificeret under linjebetegnelser såsom 2GE705 med hårdheds-, trækstyrke- og forlængelseskrav specifikke for anvendelsen.

Støbte silikonekomponenter – tastaturer, støvler og specialfremstillede kabinetter – produceres ved kompressionsstøbning eller sprøjtestøbning med flydende silikonegummi (LSR). Disse dele kræver fjernelse af flash efter støbning, og den tynde flash, der er typisk for LSR-støbning, kræver kryogen eller præcisionsmekanisk afflaskning. En tredje kategori, silikoneindkapslingsmidler og støbningsmasse, påføres som flydende materiale og hærdes på stedet uden mekanisk bearbejdning.

UL 94 og IEC 60068 er referencer til flammehæmning og miljøtestkrav i elektroniske applikationer.

Præcisionsskæring af silikone til elektroniske komponenter

Desilikone skæremaskinefra Xiamen Xingchangjia er designet til at bearbejde silikoneplader og -ruller i de præcise dimensioner, der kræves til elektroniske pakninger og tætninger. Maskinens servomotordrev og PLC-berøringsskærmsstyring muliggør programmerbare skæremønstre med justerbar dybde og bladvalg, håndtering af silikoneplader, rør og brugerdefinerede former.

Til produktion af elektroniske silikonedele i større volumen,fuldautomatisk silikone skæremaskinetilbyder kontinuerlig drift med automatisk stabling. Nøglespecifikationerne inkluderer justerbar skærebredde fra nul og opefter, knivlængde på 550 mm, skæretykkelse fra 0 til 10 mm og skærehastighed på op til 120 knive i minuttet. Maskinen bruger en pneumatisk cylinder til at presse materiale med et tryk, der automatisk justeres til materialetykkelsen, hvilket eliminerer den manuelle fjederjustering, der findes på ældre udstyr. Det PLC-styrede system overvåger materialetilførsel, produktoptælling og stabling med alarmer for materialemangel og tilstande med fuld stak.

Kiss cutting – at skære igennem silikonelaget, men ikke beskyttelseslaget – er standardmetoden til silikonepakninger med klæbebagside, der anvendes i elektroniske kabinetter. Servomotorens tilførselsnøjagtighed på ±0,1 mm er afgørende for at opretholde dimensionsmæssig ensartethed på tværs af tusindvis af dele pr. batch.

Afblitzning af elektroniske silikonegummikomponenter

Silikones fysiske egenskaber skaber unikke udfordringer med afflashning. Fordi silikonegummi har lav rivestyrke og høj fleksibilitet, bøjer den tynde formflash snarere end at sprænge under mekanisk slid. For elektroniske silikonekomponenter med en flashtykkelse på under 0,3 mm risikerer mekanisk afflashning at rive basismaterialet ved flashforbindelsen. Kryogen afflashning ved -100 °C til -130 °C med flydende nitrogen gør selektivt den tynde flash sprød, samtidig med at silikonelegemets strukturelle integritet bevares, hvilket muliggør ren fjernelse af flash uden overfladeskader.

For silikonedele med tykkere afflashning over 0,3 mm eller simple skillelinjegeometrier kan mekanisk afflashning anvendes med bløde medier og reduceret tromlehastighed.XCJ-G600 mekanisk afblæsningsmaskineForarbejder silikonedele inden for diameterområdet 3 mm til 100 mm, når det justeres med passende parametre. Det anbefales dog at lave prøveserier for at verificere overfladekvaliteten før fuld produktion.

Rengøring og tørring af silikonedele til elektronisk montering

Silikoneelektroniske komponenter skal rengøres efter støbning og afflashing for at fjerne slipmidler, resterende flashstøv og håndteringsforurenende stoffer. Slipmidler kan forstyrre klæbeevnen under elektronisk samling, og kontaminering af ledende partikler kan forårsage kortslutninger i samlede enheder.gummirensnings- og tørremaskineer specielt designet til silikonegummi, hardware, plastik og elektroniske kabinetter og bruger tre grupper af seks-trins rengøringsprocedurer, der kan kombineres frit for forskellige kontamineringsniveauer.

Til elektronikapplikationer, der kræver renrumskompatibilitet, bør rengøringsprocessen bruge deioniseret vand og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer efterfulgt af HEPA-filtreret tørring for at forhindre rekontaminering. Maskinens seks rengøringstrin muliggør sekventielle vaske-, skylle- og tørrecyklusser, der kan programmeres til specifikke silikoneformuleringer. Pr.IPC-1601I henhold til håndteringsstandarder for elektroniske samlinger bør renlighedsverifikation omfatte visuel inspektion ved 10x forstørrelse og ionisk kontamineringstest for dele, der indgår i elektroniske samlinger med høj pålidelighed.

Kvalitetskontrol i silikonegummiforarbejdning til elektronik

Kvalitetsparametre baseret på typiske specifikationer for silikonegummikomponenter i forbruger- og industrielle elektroniske produkter. Specifikke krav varierer fra OEM til OEM.

Dimensionsinspektion af elektroniske silikonedele bør tage højde for materialets termiske udvidelseskoefficient, som er cirka 3-4 gange højere end NBR eller EPDM. Dele målt ved 25 °C kan være op til 0,15 % større end ved standardreferencetemperaturen på 23 °C, der er specificeret i ISO 3601 for dimensionsmåling af O-ringe. Temperaturkontrollerede inspektionsmiljøer anbefales til præcisionselektroniske silikonekomponenter.

Konklusion: Integreret behandling af silikonegummi i elektronikkvalitet

Forarbejdning af silikonegummi til elektronikindustrien kræver præcision i alle faser - fra skæring og afflashning til rengøring og kvalitetsverifikation. Silikonens lave rivestyrke og høje termiske følsomhed kræver udstyrsparametre, der er forskellige fra dem, der anvendes til NBR-, EPDM- eller FKM-blandinger. Automatiserede skæremaskiner med servomotorstyring, kryogen afflashning til tyndflash-silikonedele og flertrinsrensesystemer udgør standardbehandlingslinjen for silikonekomponenter i elektronikkvalitet.

Producenter, der går ind på markedet for elektroniksilikone, bør validere hvert forarbejdningstrin med testbatcher før fuld produktion, med særlig vægt på valg af afflashningsmetode baseret på afflashningstykkelse og rengøringseffektivitet til fjernelse af formfrigørelse.