پردازش لاستیک سیلیکونی برای صنعت الکترونیک

By مایک چن، مدیر تولید | بیش از ۱۲ سال سابقه در تولید لاستیک |لینکدین

نکات کلیدی

• لاستیک سیلیکونی مورد استفاده در الکترونیک نیاز به تلرانس پردازش در محدوده ±0.1 میلی‌متر برای واشرها و آب‌بندها و انطباق با استاندارد UL 94 V-0 برای قطعات الکترونیکی داخلی در برابر شعله دارد.
• دستگاه‌های برش سیلیکونی دقیق با کنترل سروو موتور، دقت پیشروی ±0.1 میلی‌متر را در سرعت‌های برش تا 120 تیغه در دقیقه برای تولید قطعات الکترونیکی به دست می‌آورند.
• مقاومت کم سیلیکون در برابر پارگی، رفع خطای مکانیکی را چالش برانگیز می‌کند؛ رفع خطای برودتی در دمای 100- تا 130- درجه سانتیگراد روش ترجیحی برای قطعات الکترونیکی سیلیکونی با خطای نازک کمتر از 0.3 میلی‌متر است.
• فرآیندهای تمیز کردن و خشک کردن سه مرحله‌ای، عوامل جداکننده کپک و آلودگی ذرات را قبل از اینکه قطعات الکترونیکی سیلیکونی به مونتاژ یا بسته‌بندی بروند، از بین می‌برند.

پاسخ کوتاه:فرآوری لاستیک سیلیکون برای صنعت الکترونیک شامل برش دقیق ورق‌های سیلیکونی به واشرها و آب‌بندها، پولیش‌زدایی اجزای الکترونیکی سیلیکونی قالب‌گیری شده، تمیزکاری برای حذف عوامل رهاسازی قالب و آلودگی ذرات و پخت کنترل‌شده برای دستیابی به خواص فیزیکی مشخص است. از آنجا که محفظه‌های الکترونیکی و اجزای آب‌بندی نیاز به تلرانس‌های ابعادی در محدوده ±0.1 میلی‌متر و تمیزی سطح مناسب برای محیط‌های اتاق تمیز دارند، تجهیزات فرآوری خودکار با کنترل سروو موتور، برنامه‌نویسی PLC و سیستم‌های تمیزکاری چند مرحله‌ای در تولید سیلیکون درجه الکترونیک استاندارد است.

لاستیک سیلیکون به دلیل پایداری حرارتی، خواص عایق الکتریکی و مقاومت در برابر تخریب محیطی در الکترونیک مشخص می‌شود. کاربردهای کلیدی شامل غشاهای صفحه کلید، درزگیرهای کانکتور، واشرهای EMI، واشرهای قاب صفحه نمایش، درزگیرهای محفظه باتری و چکمه‌های محافظ برای سوئیچ‌ها و سنسورها است. هر کاربرد الزامات پردازش خاصی را تحمیل می‌کند که به دلیل تلرانس‌های دقیق و استانداردهای تمیزی که مونتاژ الکترونیکی از آن مطالبه می‌کند، با قالب‌گیری سیلیکونی عمومی متفاوت است.

از آنجا که لاستیک سیلیکون دمای انتقال شیشه‌ای نزدیک به -120 درجه سانتیگراد دارد و در مقایسه با سایر الاستومرها مقاومت پارگی کمی از خود نشان می‌دهد، پردازش آن نیاز به تجهیزات و پارامترهایی متناسب با این ویژگی‌های فیزیکی دارد. این مقاله مراحل اصلی پردازش - برش، پلیسه‌گیری، تمیز کردن و تأیید کیفیت - را برای اجزای لاستیک سیلیکونی مورد استفاده در محصولات الکترونیکی پوشش می‌دهد.

کاربردهای لاستیک سیلیکونی در الکترونیک: الزامات پردازش

اجزای لاستیکی سیلیکونی در محصولات الکترونیکی بر اساس پیچیدگی پردازش به سه دسته تقسیم می‌شوند. واشرها و آب‌بندها معمولاً از ورق‌های سیلیکونی کلندر شده با ضخامت‌های 0.5 میلی‌متر تا 5.0 میلی‌متر، به صورت دایکات یا کویس‌کات ساخته می‌شوند.ASTM D2000واشرهای سیلیکونی برای محصولات لاستیکی معمولاً در زیر برچسب‌های خطی مانند 2GE705 با الزامات سختی، کششی و ازدیاد طول مخصوص کاربرد مشخص می‌شوند.

اجزای سیلیکونی قالب‌گیری شده - صفحه کلیدها، چکمه‌ها و محفظه‌های سفارشی - از طریق قالب‌گیری تزریقی فشاری یا لاستیک سیلیکون مایع (LSR) تولید می‌شوند. این قطعات پس از قالب‌گیری نیاز به حذف پلیسه دارند و پلیسه نازک معمول در قالب‌گیری LSR نیاز به تخلیه مکانیکی برودتی یا دقیق دارد. دسته سوم، کپسوله‌کننده‌های سیلیکونی و ترکیبات گلدانی، به صورت مایع اعمال می‌شوند و بدون پردازش مکانیکی در محل خود پخت می‌شوند.

استانداردهای UL 94 و IEC 60068 برای الزامات تست مقاومت در برابر شعله و تست‌های محیطی در کاربردهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برش دقیق سیلیکون برای قطعات الکترونیکی

دستگاه برش سیلیکوندستگاه Xingchangjia از شرکت Xiamen برای پردازش ورق‌ها و رول‌های سیلیکونی در ابعاد دقیق مورد نیاز برای واشرها و آب‌بندهای الکترونیکی طراحی شده است. درایو سروو موتور دستگاه و کنترل صفحه لمسی PLC، الگوهای برش قابل برنامه‌ریزی با عمق و انتخاب تیغه قابل تنظیم را امکان‌پذیر می‌کند و ورق‌ها، لوله‌ها و اشکال سفارشی سیلیکونی را برش می‌دهد.

برای تولید قطعات سیلیکونی الکترونیکی با حجم بالاتر،دستگاه برش سیلیکون تمام اتوماتیکعملکرد مداوم با قابلیت انباشت خودکار را ارائه می‌دهد. مشخصات کلیدی شامل عرض برش قابل تنظیم از صفر به بالا، طول تیغه ۵۵۰ میلی‌متر، ضخامت برش از ۰ تا ۱۰ میلی‌متر و سرعت برش تا ۱۲۰ چاقو در دقیقه است. این دستگاه از یک سیلندر پنوماتیک برای پرس کردن مواد با فشاری که به طور خودکار با ضخامت مواد تنظیم می‌شود، استفاده می‌کند و تنظیم دستی فنر که در تجهیزات قدیمی‌تر وجود داشت را از بین می‌برد. سیستم کنترل‌شده توسط PLC، تغذیه مواد، شمارش محصول و انباشت را با آلارم‌هایی برای کمبود مواد و شرایط پر بودن انبار، کنترل می‌کند.

برش لبه‌ای - برش از میان لایه سیلیکون اما نه از میان آستر جداکننده - روش استاندارد برای واشرهای سیلیکونی پشت چسب‌دار مورد استفاده در محفظه‌های الکترونیکی است. دقت تغذیه سروو موتور ±0.1 میلی‌متر برای حفظ ثبات ابعادی در هزاران قطعه در هر دسته بسیار مهم است.

قطعات الکترونیکی لاستیکی سیلیکونی ضد برق

خواص فیزیکی سیلیکون چالش‌های منحصر به فردی را در زمینه‌ی زدودن پلیسه ایجاد می‌کند. از آنجا که لاستیک سیلیکونی مقاومت پارگی پایینی و انعطاف‌پذیری بالایی دارد، پلیسه قالب نازک در اثر سایش مکانیکی به جای شکستگی، خم می‌شود. برای قطعات الکترونیکی سیلیکونی با ضخامت پلیسه کمتر از 0.3 میلی‌متر، زدودن پلیسه مکانیکی خطر پارگی ماده‌ی پایه در محل اتصال پلیسه را به همراه دارد. زدودن پلیسه به روش برودتی در دمای 100- تا 130- درجه سانتی‌گراد با استفاده از نیتروژن مایع، پلیسه نازک را به صورت انتخابی شکننده می‌کند و در عین حال تمامیت ساختاری بدنه سیلیکونی را حفظ می‌کند و امکان حذف تمیز پلیسه بدون آسیب سطحی را فراهم می‌کند.

برای قطعات سیلیکونی با پلیسه ضخیم‌تر از 0.3 میلی‌متر یا هندسه‌های خط جدایش ساده، می‌توان از پلیسه‌گیری مکانیکی با واسطه نرم و سرعت غلتاندن کاهش‌یافته استفاده کرد.دستگاه دی فلش مکانیکی XCJ-G600قطعات سیلیکونی را در محدوده قطر ۳ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر، در صورت تنظیم با پارامترهای مناسب، پردازش می‌کند، اگرچه توصیه می‌شود قبل از تولید کامل، نمونه‌های آزمایشی برای تأیید کیفیت سطح تولید شوند.

تمیز کردن و خشک کردن قطعات سیلیکونی برای مونتاژ الکترونیکی

قطعات الکترونیکی سیلیکونی پس از قالب‌گیری و پولیش‌زدایی نیاز به تمیزکاری دارند تا عوامل رهاسازی قالب، گرد و غبار ناشی از فلش و آلودگی‌های ناشی از جابجایی از بین بروند. عوامل رهاسازی قالب می‌توانند در طول مونتاژ الکترونیکی با اتصال چسبی تداخل ایجاد کنند و آلودگی ذرات رسانا می‌تواند باعث ایجاد اتصال کوتاه در دستگاه‌های مونتاژ شده شود.دستگاه تمیز کردن و خشک کردن لاستیکبه طور خاص برای لاستیک سیلیکونی، سخت‌افزار، پلاستیک و محفظه‌های الکترونیکی طراحی شده است و از سه گروه از روش‌های تمیزکاری شش مرحله‌ای استفاده می‌کند که می‌توانند آزادانه برای سطوح مختلف آلودگی ترکیب شوند.

برای کاربردهای الکترونیکی که نیاز به سازگاری با اتاق تمیز دارند، فرآیند تمیز کردن باید از آب دیونیزه و سورفکتانت‌های غیر یونی استفاده کند و به دنبال آن خشک کردن با فیلتر HEPA برای جلوگیری از آلودگی مجدد انجام شود. شش مرحله تمیز کردن دستگاه، چرخه‌های شستشو، آبکشی و خشک کردن متوالی را که می‌توانند برای فرمولاسیون‌های خاص سیلیکون برنامه‌ریزی شوند، امکان‌پذیر می‌سازد.IPC-1601مطابق با استانداردهای جابجایی برای مجموعه‌های الکترونیکی، تأیید تمیزی باید شامل بازرسی بصری با بزرگنمایی 10 برابر و آزمایش آلودگی یونی برای قطعاتی باشد که وارد مجموعه‌های الکترونیکی با قابلیت اطمینان بالا می‌شوند.

کنترل کیفیت در فرآوری لاستیک سیلیکونی برای الکترونیک

پارامترهای کیفیت بر اساس مشخصات معمول اجزای لاستیکی سیلیکونی در محصولات الکترونیکی مصرفی و صنعتی. الزامات خاص بسته به سازنده اصلی (OEM) متفاوت است.

بازرسی ابعادی قطعات الکترونیکی سیلیکونی باید ضریب انبساط حرارتی ماده را که تقریباً 3-4 برابر بیشتر از NBR یا EPDM است، در نظر بگیرد. قطعات اندازه‌گیری شده در دمای 25 درجه سانتیگراد ممکن است تا 0.15٪ بزرگتر از دمای مرجع استاندارد 23 درجه سانتیگراد باشند که در استاندارد ISO 3601 برای اندازه‌گیری ابعادی حلقه O مشخص شده است. محیط‌های بازرسی با کنترل دما برای قطعات الکترونیکی سیلیکونی دقیق توصیه می‌شود.

نتیجه‌گیری: پردازش یکپارچه برای لاستیک سیلیکونی درجه الکترونیک

پردازش لاستیک سیلیکون برای صنعت الکترونیک نیازمند دقت در هر مرحله است - از برش و لایه برداری تا تمیز کردن و تأیید کیفیت. مقاومت پارگی پایین و حساسیت حرارتی بالای سیلیکون، پارامترهای تجهیزاتی متفاوتی را نسبت به پارامترهای مورد استفاده برای ترکیبات NBR، EPDM یا FKM می‌طلبد. دستگاه‌های برش خودکار با کنترل موتور سروو، لایه برداری برودتی برای قطعات سیلیکونی با لایه برداری نازک و سیستم‌های تمیزکاری چند مرحله‌ای، خط پردازش استاندارد برای قطعات سیلیکونی درجه الکترونیک را تشکیل می‌دهند.

تولیدکنندگانی که وارد بازار سیلیکون الکترونیک می‌شوند، باید قبل از تولید کامل، هر مرحله از پردازش را با دسته‌های آزمایشی اعتبارسنجی کنند و توجه ویژه‌ای به انتخاب روش پلیسه‌گیری بر اساس ضخامت پلیسه و اثربخشی تمیزکاری برای حذف قالب داشته باشند.