Silikongummibehandling for elektronikkindustrien

By Mike Chen, produksjonsdirektør | 12+ år innen gummiproduksjon |LinkedIn

Viktige konklusjoner

• Silikongummi som brukes i elektronikk krever prosesseringstoleranser innenfor ±0,1 mm for pakninger og tetninger og UL 94 V-0 flammehemmende samsvar for interne elektroniske komponenter.
• Presisjonssilikonkuttemaskiner med servomotorstyring oppnår en matepresisjon på ±0,1 mm ved skjærehastigheter på opptil 120 kniver per minutt for produksjon av elektroniske deler.
• Silikons lave rivestyrke gjør mekanisk avflashing utfordrende; kryogen avflashing ved -100 °C til -130 °C er den foretrukne metoden for elektroniske silikonkomponenter med tynn avflashing under 0,3 mm.
• Tretrinns rengjørings- og tørkeprosesser fjerner formslippmidler og partikkelforurensning før elektroniske silikondeler går videre til montering eller emballering.

Det korte svaret:Bearbeiding av silikongummi for elektronikkindustrien innebærer presisjonsskjæring av silikonplater til pakninger og tetninger, fjerning av støpte elektroniske silikonkomponenter, rengjøring for å fjerne formslippmidler og partikkelforurensning, og kontrollert herding for å oppnå spesifiserte fysiske egenskaper. Fordi elektroniske kapslinger og tetningskomponenter krever dimensjonstoleranser innenfor ±0,1 mm og overflaterenhet som er egnet for renromsmiljøer, er automatisert prosesseringsutstyr med servomotorstyring, PLS-programmering og flertrinns rengjøringssystemer standard i silikonproduksjon av elektronikkkvalitet.

Silikongummi er spesifisert i elektronikk for sin termiske stabilitet, elektriske isolasjonsegenskaper og motstand mot miljøforringelse. Viktige bruksområder inkluderer tastaturmembraner, kontakttetninger, EMI-pakninger, skjermrammepakninger, batteriromtetninger og beskyttelseshætter for brytere og sensorer. Hver applikasjon stiller spesifikke prosesseringskrav som skiller seg fra generell silikonstøping på grunn av de stramme toleransene og renhetsstandardene som kreves av elektronisk montering.

Fordi silikongummi har en glassovergangstemperatur på nær -120 °C og viser lav rivestyrke sammenlignet med andre elastomerer, krever behandlingen utstyr og parametere som er skreddersydd for disse fysiske egenskapene. Denne artikkelen dekker de viktigste behandlingstrinnene – skjæring, avflashing, rengjøring og kvalitetsverifisering – for silikongummikomponenter som brukes i elektroniske produkter.

Silikongummiapplikasjoner i elektronikk: Bearbeidingskrav

Silikongummikomponenter i elektroniske produkter faller inn i tre kategorier etter prosesseringskompleksitet. Pakninger og tetninger er vanligvis utstanset eller kisskuttet fra kalandrerte silikonplater med tykkelser fra 0,5 mm til 5,0 mm. PerASTM D2000Klassifisering for gummiprodukter, silikonpakninger for elektronikk er vanligvis spesifisert under linjebetegnelser som 2GE705 med krav til hardhet, strekkfasthet og forlengelse som er spesifikke for applikasjonen.

Støpte silikonkomponenter – tastaturer, støvler og spesialtilpassede kapslinger – produseres gjennom kompresjons- eller sprøytestøping med flytende silikongummi (LSR). Disse delene krever fjerning av flash etter støping, og den tynne flashen som er typisk for LSR-støping krever kryogen eller presisjonsmekanisk avflashing. En tredje kategori, silikoninnkapslingsmidler og støpemasse, påføres som flytende materiale og herdes på plass uten mekanisk bearbeiding.

UL 94 og IEC 60068 er referert til for krav til flammehemming og miljøtesting i elektroniske applikasjoner.

Presisjonsskjæring av silikon for elektroniske komponenter

Desilikon skjæremaskinfra Xiamen Xingchangjia er utviklet for å bearbeide silikonplater og -ruller til de nøyaktige dimensjonene som kreves for elektroniske pakninger og tetninger. Maskinens servomotordrift og PLS-berøringsskjermkontroll muliggjør programmerbare skjæremønstre med justerbar dybde og bladvalg, håndtering av silikonplater, rør og tilpassede former.

For produksjon av elektroniske silikondeler i større volum,helautomatisk silikonskjæremaskintilbyr kontinuerlig drift med automatisk stabling. Viktige spesifikasjoner inkluderer justerbar skjærebredde fra null og oppover, bladlengde på 550 mm, skjæretykkelse fra 0 til 10 mm og skjærehastighet på opptil 120 kniver per minutt. Maskinen bruker en pneumatisk sylinder til å presse materiale med trykk som automatisk justeres til materialtykkelsen, noe som eliminerer den manuelle fjærjusteringen som finnes på eldre utstyr. Det PLS-styrte systemet overvåker materialmating, produkttelling og stabling med alarmer for materialmangel og full stabling.

Kysskjæring – å skjære gjennom silikonlaget, men ikke beskyttelseslaget – er standardmetoden for silikonpakninger med klebemiddel som brukes i elektroniske kapslinger. Servomotorens matingsnøyaktighet på ±0,1 mm er avgjørende for å opprettholde dimensjonskonsistens på tvers av tusenvis av deler per batch.

Avflashing av elektroniske komponenter i silikongummi

Silikons fysiske egenskaper skaper unike utfordringer med fjerning av flammer. Fordi silikongummi har lav rivestyrke og høy fleksibilitet, bøyer tynne støpeformede flammer seg i stedet for å sprekke under mekanisk slitasje. For elektroniske silikonkomponenter med flammetykkelse under 0,3 mm risikerer mekanisk fjerning av flammer å rive basismaterialet ved flammekrysset. Kryogen fjerning av flammer ved -100 °C til -130 °C med flytende nitrogen gjør selektivt det tynne flammet sprøtt samtidig som det bevarer silikonlegemets strukturelle integritet, noe som muliggjør ren fjerning av flammer uten overflateskader.

For silikondeler med tykkere avflashing over 0,3 mm eller enkle skillelinjegeometrier, kan mekanisk avflashing brukes med myke medier og redusert tromlehastighet.XCJ-G600 mekanisk avflashingsmaskinbehandler silikondeler innenfor diameterområdet 3 mm til 100 mm når det justeres med passende parametere, men prøvepartier anbefales for å bekrefte overflatekvaliteten før full produksjon.

Rengjøring og tørking av silikondeler for elektronisk montering

Silikonelektroniske komponenter må rengjøres etter støping og avflashing for å fjerne formslippmidler, gjenværende flashstøv og håndteringsforurensninger. Formslippmidler kan forstyrre limbindingen under elektronisk montering, og ledende partikkelforurensning kan forårsake kortslutninger i monterte enheter.gummirengjørings- og tørkemaskiner spesielt utviklet for silikongummi, maskinvare, plast og elektroniske kapslinger, og bruker tre grupper med sekstrinns rengjøringsprosedyrer som kan kombineres fritt for ulike forurensningsnivåer.

For elektronikkapplikasjoner som krever renromskompatibilitet, bør rengjøringsprosessen bruke avionisert vann og ikke-ioniske overflateaktive stoffer etterfulgt av HEPA-filtrert tørking for å forhindre rekontaminering. Maskinens seks rengjøringstrinn tillater sekvensielle vaske-, skylle- og tørkesykluser som kan programmeres for spesifikke silikonformuleringer. PerIPC-1601I henhold til håndteringsstandarder for elektroniske enheter bør verifisering av renhet inkludere visuell inspeksjon ved 10x forstørrelse og testing av ionisk kontaminering for deler som kommer inn i elektroniske enheter med høy pålitelighet.

Kvalitetskontroll i silikongummibehandling for elektronikk

Kvalitetsparametere basert på typiske spesifikasjoner for silikongummikomponenter i forbruker- og industrielle elektroniske produkter. Spesifikke krav varierer fra OEM til OEM.

Dimensjonsinspeksjon av elektroniske silikondeler bør ta hensyn til materialets termiske utvidelseskoeffisient, som er omtrent 3–4 ganger høyere enn NBR eller EPDM. Deler målt ved 25 °C kan være opptil 0,15 % større enn ved standard referansetemperatur på 23 °C spesifisert i ISO 3601 for dimensjonsmåling av O-ringer. Temperaturkontrollerte inspeksjonsmiljøer anbefales for presisjonselektroniske silikonkomponenter.

Konklusjon: Integrert prosessering for silikongummi i elektronikkkvalitet

Bearbeiding av silikongummi for elektronikkindustrien krever presisjon i alle trinn – fra skjæring og avflashing til rengjøring og kvalitetsverifisering. Den lave rivestyrken og den høye termiske følsomheten til silikon krever utstyrsparametere som er forskjellige fra de som brukes for NBR-, EPDM- eller FKM-blandinger. Automatiserte skjæremaskiner med servomotorstyring, kryogen avflashing for tynne silikondeler og flertrinns rengjøringssystemer danner standard prosesseringslinje for silikonkomponenter i elektronikkkvalitet.

Produsenter som går inn i markedet for elektronikksilikon bør validere hvert prosesseringstrinn med testbatcher før full produksjon, og med særlig vekt på valg av avflashingsmetode basert på flashtykkelse og rengjøringseffektivitet for fjerning av muggløsrivelse.