Processament de cautxú de silicona per a la indústria electrònica

By Mike Chen, Director de Producció | Més de 12 anys en la fabricació de cautxú |LinkedIn

Conclusions clau

• El cautxú de silicona utilitzat en electrònica requereix toleràncies de processament de ±0,1 mm per a juntes i segells i compliment de la norma ignífuga UL 94 V-0 per als components electrònics interns.
• Les màquines de tall de silicona de precisió amb control de servomotor aconsegueixen una precisió d'alimentació de ±0,1 mm a velocitats de tall de fins a 120 ganivets per minut per a la producció de peces electròniques.
• La baixa resistència al trencament de la silicona fa que el desbarbat mecànic sigui difícil; el desbarbat criogènic a -100 °C a -130 °C és el mètode preferit per a components electrònics de silicona amb una fina capa de rebaixa inferior a 0,3 mm.
• Els processos de neteja i assecat en tres etapes eliminen els agents desemmotllants i la contaminació per partícules abans que les peces electròniques de silicona passin al muntatge o l'embalatge.

La resposta curta:El processament de cautxú de silicona per a la indústria electrònica implica el tall amb precisió de làmines de silicona en juntes i segells, el desemmotllament de components electrònics de silicona emmotllats, la neteja per eliminar els agents desemmotllants i la contaminació per partícules, i el curat controlat per aconseguir les propietats físiques especificades. Com que les carcasses electròniques i els components de segellat requereixen toleràncies dimensionals de ±0,1 mm i una neteja superficial adequada per a entorns de sala blanca, els equips de processament automatitzats amb control de servomotors, programació PLC i sistemes de neteja multietapa són estàndard en la producció de silicona de grau electrònic.

El cautxú de silicona s'especifica en electrònica per la seva estabilitat tèrmica, propietats d'aïllament elèctric i resistència a la degradació ambiental. Les aplicacions clau inclouen membranes de teclat, segells de connectors, juntes EMI, juntes de bisell de pantalla, segells del compartiment de la bateria i botes protectores per a interruptors i sensors. Cada aplicació imposa requisits de processament específics que difereixen del modelat de silicona d'ús general a causa de les toleràncies ajustades i els estàndards de neteja que exigeix ​​el muntatge electrònic.

Com que el cautxú de silicona té una temperatura de transició vítria propera als -120 °C i presenta una baixa resistència a l'esquinçament en comparació amb altres elastòmers, el seu processament requereix equips i paràmetres adaptats a aquestes característiques físiques. Aquest article tracta les principals etapes de processament (tall, desbarbat, neteja i verificació de la qualitat) dels components de cautxú de silicona utilitzats en productes electrònics.

Aplicacions del cautxú de silicona en electrònica: requisits de processament

Els components de cautxú de silicona en productes electrònics es divideixen en tres categories segons la complexitat del processament. Les juntes i els segells solen tallar-se amb matriu o tallar-se per fregament a partir de làmines de silicona calandrades amb gruixos de 0,5 mm a 5,0 mm. PerASTM D2000Classificació per a productes de cautxú, les juntes de silicona per a electrònica s'especifiquen habitualment en línies de productes com ara 2GE705 amb requisits de duresa, tracció i allargament específics per a l'aplicació.

Els components de silicona emmotllats (teclats numèrics, botes i carcasses personalitzades) es produeixen mitjançant emmotllament per compressió o injecció de cautxú de silicona líquida (LSR). Aquestes peces requereixen l'eliminació de la rebava després del emmotllament, i la fina rebava típica del emmotllament LSR requereix un desbarbat criogènic o mecànic de precisió. Una tercera categoria, els encapsulants de silicona i els compostos d'envasament, s'aplica com a líquid i es cura al seu lloc sense processament mecànic.

Les normes UL 94 i IEC 60068 són les que es fan referència als requisits de resistència a la flama i a les proves ambientals en aplicacions electròniques.

Tall de silicona de precisió per a components electrònics

Elmàquina de tall de siliconade Xiamen Xingchangjia està dissenyada per processar làmines i rotlles de silicona en les dimensions precises necessàries per a juntes i segells electrònics. L'accionament del servomotor de la màquina i el control de pantalla tàctil PLC permeten patrons de tall programables amb profunditat ajustable i selecció de fulles, manipulant làmines de silicona, tubs i formes personalitzades.

Per a la producció de major volum de peces electròniques de silicona, elmàquina de tall de silicona totalment automàticaOfereix un funcionament continu amb apilament automàtic. Les especificacions clau inclouen una amplada de tall ajustable des de zero cap amunt, una longitud de la fulla de 550 mm, un gruix de tall de 0 a 10 mm i una velocitat de tall de fins a 120 ganivets per minut. La màquina utilitza un cilindre pneumàtic per premsar material amb una pressió ajustada automàticament al gruix del material, eliminant l'ajust manual de la molla que es trobava en equips més antics. El sistema controlat per PLC supervisa l'alimentació del material, el recompte de productes i l'apilament amb alarmes per a la manca de material i les condicions de pila completa.

El tall per kiss, que consisteix a tallar a través de la capa de silicona però no el revestiment desmuntable, és el mètode estàndard per a les juntes de silicona amb suport adhesiu que s'utilitzen en carcasses electròniques. La precisió d'alimentació del servomotor de ±0,1 mm és fonamental per mantenir la consistència dimensional en milers de peces per lot.

Desenganxar components electrònics de cautxú de silicona

Les propietats físiques de la silicona creen reptes únics pel que fa al desbarbat. Com que el cautxú de silicona té una baixa resistència al trencament i una alta flexibilitat, la capa fina de rebaixa del motlle es flexiona en lloc de fracturar-se sota l'abrasió mecànica. Per als components electrònics de silicona amb un gruix de rebaixa inferior a 0,3 mm, el desbarbat mecànic corre el risc d'esquinçar el material base a la unió de la capa. El desbarbat criogènic a -100 °C a -130 °C amb nitrogen líquid fragilitza selectivament la capa fina alhora que preserva la integritat estructural del cos de silicona, permetent una eliminació neta de la capa sense danys superficials.

Per a peces de silicona amb un gruix de rebaix superior a 0,3 mm o geometries de línia de separació simples, es pot utilitzar el desbaixat mecànic amb medis tous i una velocitat de volteig reduïda. ElMàquina de desbarbar mecànica XCJ-G600processa peces de silicona dins del seu rang de diàmetre de 3 mm a 100 mm quan s'ajusta amb els paràmetres adequats, tot i que es recomanen lots de prova per verificar la qualitat de la superfície abans de la producció completa.

Neteja i assecat de peces de silicona per a muntatge electrònic

Els components electrònics de silicona necessiten neteja després del modelat i el desemmotllament per eliminar els agents desemmotllants, la pols residual i els contaminants de la manipulació. Els agents desemmotllants poden interferir amb la unió adhesiva durant el muntatge electrònic i la contaminació per partícules conductores pot causar curtcircuits en els dispositius muntats.màquina de neteja i assecat de gomaestà dissenyat específicament per a cautxú de silicona, maquinari, plàstics i carcasses electròniques, utilitzant tres grups de procediments de neteja de sis etapes que es poden combinar lliurement per a diferents nivells de contaminació.

Per a aplicacions electròniques que requereixen compatibilitat amb sales blanques, el procés de neteja ha d'utilitzar aigua desionitzada i tensioactius no iònics seguits d'assecat amb filtratge HEPA per evitar la recontaminació. Les sis etapes de neteja de la màquina permeten cicles seqüencials de rentat, esbandida i assecat que es poden programar per a formulacions de silicona específiques. PerIPC-1601Segons les normes de manipulació dels conjunts electrònics, la verificació de la neteja ha d'incloure una inspecció visual amb un augment de 10x i proves de contaminació iònica per a les peces que entren en conjunts electrònics d'alta fiabilitat.

Control de qualitat en el processament de cautxú de silicona per a electrònica

Paràmetres de qualitat basats en especificacions típiques per a components de cautxú de silicona en productes electrònics de consum i industrials. Els requisits específics varien segons l'OEM.

La inspecció dimensional de les peces electròniques de silicona ha de tenir en compte el coeficient de dilatació tèrmica del material, que és aproximadament de 3 a 4 vegades superior al del NBR o l'EPDM. Les peces mesurades a 25 °C poden ser fins a un 0,15% més grans que a la temperatura de referència estàndard de 23 °C especificada a la norma ISO 3601 per a la mesura dimensional de les juntes tòriques. Es recomanen entorns d'inspecció amb temperatura controlada per als components electrònics de silicona de precisió.

Conclusió: Processament integrat per a cautxú de silicona de grau electrònic

El processament del cautxú de silicona per a la indústria electrònica requereix precisió en cada etapa, des del tall i el desbarbat fins a la neteja i la verificació de la qualitat. La baixa resistència al trencament i l'alta sensibilitat tèrmica de la silicona exigeixen paràmetres d'equipament diferents dels que s'utilitzen per als compostos de NBR, EPDM o FKM. Les màquines de tall automatitzades amb control de servomotor, el desbarbat criogènic per a peces de silicona de capa fina i els sistemes de neteja multietapa formen la línia de processament estàndard per a components de silicona de grau electrònic.

Els fabricants que entren al mercat de la silicona per a electrònica haurien de validar cada etapa del processament amb lots de prova abans de la producció completa, prestant especial atenció a la selecció del mètode de desemmotllament en funció del gruix del desemmotllament i l'eficàcia de la neteja per a l'eliminació del desemmotllament.