Bearbetning av silikongummi för elektronikindustrin

By Mike Chen, Produktionschef | 12+ år inom gummitillverkning |LinkedIn

Viktiga slutsatser

• Silikongummi som används i elektronik kräver bearbetningstoleranser inom ±0,1 mm för packningar och tätningar samt flamskyddsmedel enligt UL 94 V-0 för interna elektroniska komponenter.
• Precisionsskärmaskiner för silikon med servomotorstyrning uppnår en matningsnoggrannhet på ±0,1 mm vid skärhastigheter upp till 120 knivar per minut för produktion av elektroniska delar.
• Silikons låga rivhållfasthet gör mekanisk avflashning utmanande; kryogen avflashning vid -100 °C till -130 °C är den föredragna metoden för elektroniska silikonkomponenter med tunn avflashning under 0,3 mm.
• Trestegs rengörings- och torkningsprocesser avlägsnar formsläppmedel och partikelföroreningar innan elektroniska silikondelar går vidare till montering eller förpackning.

Det korta svaret:Bearbetning av silikongummi för elektronikindustrin innefattar precisionsskärning av silikonark till packningar och tätningar, avflastning av gjutna elektroniska silikonkomponenter, rengöring för att avlägsna formsläppmedel och partikelföroreningar, samt kontrollerad härdning för att uppnå specificerade fysikaliska egenskaper. Eftersom elektroniska kapslingar och tätningskomponenter kräver dimensionstoleranser inom ±0,1 mm och en ytrenhet som är lämplig för renrumsmiljöer, är automatiserad processutrustning med servomotorstyrning, PLC-programmering och flerstegsrengöringssystem standard vid silikonproduktion av elektronikkvalitet.

Silikongummi specificeras inom elektronik för sin termiska stabilitet, elektriska isoleringsegenskaper och motståndskraft mot miljöförstöring. Viktiga tillämpningar inkluderar knappsatsmembran, kontakttätningar, EMI-packningar, packningar för displayramar, tätningar för batterifack och skyddsskydd för brytare och sensorer. Varje tillämpning ställer specifika bearbetningskrav som skiljer sig från generell silikongjutning på grund av de snäva toleranserna och renhetsstandarderna som krävs för elektronisk montering.

Eftersom silikongummi har en glasövergångstemperatur nära -120 °C och uppvisar låg rivhållfasthet jämfört med andra elastomerer kräver dess bearbetning utrustning och parametrar som är anpassade till dessa fysiska egenskaper. Den här artikeln behandlar de viktigaste bearbetningsstegen – skärning, avflashning, rengöring och kvalitetsverifiering – för silikongummikomponenter som används i elektroniska produkter.

Silikongummiapplikationer inom elektronik: Bearbetningskrav

Silikongummikomponenter i elektroniska produkter delas in i tre kategorier beroende på bearbetningskomplexitet. Packningar och tätningar är vanligtvis stansade eller kissskurna från kalandrerade silikonark med tjocklekar från 0,5 mm till 5,0 mm. PerASTM D2000Klassificering för gummiprodukter specificeras silikonpackningar för elektronik vanligtvis under linjebeteckningar som 2GE705 med hårdhets-, draghållfasthets- och töjningskrav specifika för applikationen.

Gjutna silikonkomponenter – knappsatser, höljen och specialanpassade höljen – tillverkas genom kompressionsgjutning eller formsprutning av flytande silikongummi (LSR). Dessa delar kräver borttagning av avgjutningen efter gjutning, och den tunna avgjutningen som är typisk för LSR-gjutning kräver kryogen eller precisionsmekanisk avgjutning. En tredje kategori, silikoninkapslingsmedel och ingjutningsmassor, appliceras flytande och härdas på plats utan mekanisk bearbetning.

UL 94 och IEC 60068 används för flamskydds- och miljötestkrav i elektroniska applikationer.

Precisionsskärning av silikon för elektroniska komponenter

Desilikon skärmaskinfrån Xiamen Xingchangjia är utformad för att bearbeta silikonark och -rullar till de exakta dimensioner som krävs för elektroniska packningar och tätningar. Maskinens servomotordrift och PLC-pekskärmsstyrning möjliggör programmerbara skärmönster med justerbart djup och bladval, samt hantering av silikonark, rör och anpassade former.

För produktion av elektroniska silikondelar i större volymer,helautomatisk silikonskärmaskinerbjuder kontinuerlig drift med automatisk stapling. Viktiga specifikationer inkluderar justerbar skärbredd från noll och uppåt, bladlängd på 550 mm, skärtjocklek från 0 till 10 mm och skärhastighet upp till 120 knivar per minut. Maskinen använder en pneumatisk cylinder för att pressa material med tryck som automatiskt justeras till materialtjockleken, vilket eliminerar den manuella fjäderjusteringen som finns på äldre utrustning. Det PLC-styrda systemet övervakar materialmatning, produkträkning och stapling med larm för materialbrist och full stapel.

Kysskärning – att skära igenom silikonlagret men inte skyddsfilmen – är standardmetoden för självhäftande silikonpackningar som används i elektroniska kapslingar. Servomotorns matningsnoggrannhet på ±0,1 mm är avgörande för att bibehålla dimensionell konsistens över tusentals delar per batch.

Avblänkande elektroniska komponenter i silikongummi

Silikons fysikaliska egenskaper skapar unika utmaningar med avflashning. Eftersom silikongummi har låg rivhållfasthet och hög flexibilitet, böjs tunna formflash snarare än spricker vid mekanisk nötning. För elektroniska silikonkomponenter med en flashtjocklek under 0,3 mm riskerar mekanisk avflashning att riva sönder basmaterialet vid flashövergången. Kryogen avflashning vid -100 °C till -130 °C med flytande kväve gör selektivt den tunna flashen spröd samtidigt som silikonkroppens strukturella integritet bevaras, vilket möjliggör ren avflashning utan ytskador.

För silikondelar med tjockare avflashning över 0,3 mm eller enkla skiljelinjegeometrier kan mekanisk avflashning användas med mjuka medier och reducerad trumlingshastighet.XCJ-G600 mekanisk avbländningsmaskinbearbetar silikondelar inom diameterområdet 3 mm till 100 mm när de justeras med lämpliga parametrar, även om provbatcher rekommenderas för att verifiera ytkvaliteten före full produktion.

Rengöring och torkning av silikondelar för elektronisk montering

Silikonelektroniska komponenter kräver rengöring efter gjutning och avflashning för att avlägsna formsläppmedel, kvarvarande damm och hanteringsföroreningar. Formsläppmedel kan störa limningen under elektronisk montering, och kontaminering av ledande partiklar kan orsaka kortslutningar i monterade enheter.gummirengörings- och torkmaskinär speciellt utformad för silikongummi, hårdvara, plast och elektroniska kapslingar, med tre grupper av sexstegsrengöringsprocedurer som kan kombineras fritt för olika kontamineringsnivåer.

För elektronikapplikationer som kräver renrumskompatibilitet bör rengöringsprocessen använda avjoniserat vatten och nonjoniska tensider följt av HEPA-filtrerad torkning för att förhindra återkontaminering. Maskinens sex rengöringssteg möjliggör sekventiella tvätt-, skölj- och torkcykler som kan programmeras för specifika silikonformuleringar. PerIPC-1601hanteringsstandarder för elektroniska enheter, renhetsverifiering bör inkludera visuell inspektion vid 10x förstoring och jonisk kontamineringstestning för delar som ingår i elektroniska enheter med hög tillförlitlighet.

Kvalitetskontroll vid bearbetning av silikongummi för elektronik

Kvalitetsparametrar baserade på typiska specifikationer för silikongummikomponenter i konsument- och industriella elektroniska produkter. Specifika krav varierar beroende på OEM.

Dimensionsinspektion av elektroniska silikonkomponenter bör ta hänsyn till materialets värmeutvidgningskoefficient, som är ungefär 3–4 gånger högre än NBR eller EPDM. Delar mätta vid 25 °C kan vara upp till 0,15 % större än vid standardreferenstemperaturen på 23 °C som anges i ISO 3601 för dimensionsmätning av O-ringar. Temperaturkontrollerade inspektionsmiljöer rekommenderas för precisionselektroniska silikonkomponenter.

Slutsats: Integrerad bearbetning för silikongummi av elektronikkvalitet

Bearbetning av silikongummi för elektronikindustrin kräver precision i varje steg – från skärning och avflastning till rengöring och kvalitetsverifiering. Silikonens låga rivhållfasthet och höga termiska känslighet kräver utrustningsparametrar som skiljer sig från de som används för NBR-, EPDM- eller FKM-blandningar. Automatiserade skärmaskiner med servomotorstyrning, kryogen avflastning för tunna silikondelar och flerstegsrengöringssystem utgör standardbearbetningslinjen för silikonkomponenter av elektronikkvalitet.

Tillverkare som går in på marknaden för elektroniksilikon bör validera varje bearbetningssteg med testbatcher före full produktion, med särskild uppmärksamhet på val av avflashningsmetod baserat på avflashtjocklek och rengöringseffektivitet för borttagning av formsläppning.