Gia công cao su silicon cho ngành công nghiệp điện tử

By Mike ChenGiám đốc sản xuất | Hơn 12 năm kinh nghiệm trong ngành sản xuất cao su |LinkedIn

Những điểm chính cần ghi nhớ

• Cao su silicone dùng trong ngành điện tử yêu cầu dung sai gia công trong phạm vi ±0,1 mm đối với gioăng và vòng đệm, đồng thời phải đáp ứng tiêu chuẩn chống cháy UL 94 V-0 đối với các linh kiện điện tử bên trong.
• Máy cắt silicon chính xác với điều khiển động cơ servo đạt độ chính xác cấp liệu ±0,1 mm ở tốc độ cắt lên đến 120 dao/phút, thích hợp cho sản xuất linh kiện điện tử.
• Độ bền xé thấp của silicone khiến việc loại bỏ bavia bằng cơ học trở nên khó khăn; phương pháp loại bỏ bavia bằng phương pháp đông lạnh ở -100°C đến -130°C là phương pháp được ưu tiên cho các linh kiện điện tử bằng silicone có bavia mỏng dưới 0,3 mm.
• Quy trình làm sạch và sấy khô ba giai đoạn loại bỏ chất tách khuôn và các chất gây ô nhiễm dạng hạt trước khi các linh kiện điện tử bằng silicon được đưa vào lắp ráp hoặc đóng gói.

Câu trả lời ngắn gọn:Quy trình gia công cao su silicone cho ngành công nghiệp điện tử bao gồm việc cắt chính xác các tấm silicone thành gioăng và vòng đệm, loại bỏ bavia khỏi các linh kiện điện tử bằng silicone đúc, làm sạch để loại bỏ chất tách khuôn và các chất gây ô nhiễm dạng hạt, và xử lý nhiệt có kiểm soát để đạt được các đặc tính vật lý theo yêu cầu. Vì vỏ thiết bị điện tử và các linh kiện làm kín yêu cầu dung sai kích thước trong phạm vi ±0,1 mm và độ sạch bề mặt phù hợp với môi trường phòng sạch, nên thiết bị xử lý tự động với điều khiển động cơ servo, lập trình PLC và hệ thống làm sạch nhiều giai đoạn là tiêu chuẩn trong sản xuất silicone cấp điện tử.

Cao su silicone được sử dụng rộng rãi trong ngành điện tử nhờ tính ổn định nhiệt, khả năng cách điện và khả năng chống lại sự xuống cấp do môi trường. Các ứng dụng chính bao gồm màng bàn phím, gioăng đầu nối, gioăng chống nhiễu điện từ (EMI), gioăng viền màn hình, gioăng ngăn chứa pin và vỏ bảo vệ cho công tắc và cảm biến. Mỗi ứng dụng đều đặt ra các yêu cầu xử lý cụ thể khác với việc đúc silicone thông thường do dung sai chặt chẽ và tiêu chuẩn độ sạch cao mà quá trình lắp ráp điện tử đòi hỏi.

Do cao su silicon có nhiệt độ chuyển pha thủy tinh gần -120°C và độ bền xé thấp so với các chất đàn hồi khác, quá trình gia công của nó đòi hỏi thiết bị và thông số phù hợp với các đặc tính vật lý này. Bài viết này đề cập đến các giai đoạn gia công chính — cắt, loại bỏ bavia, làm sạch và kiểm tra chất lượng — đối với các linh kiện cao su silicon được sử dụng trong các sản phẩm điện tử.

Ứng dụng cao su silicone trong ngành điện tử: Yêu cầu về quy trình sản xuất

Các linh kiện cao su silicone trong sản phẩm điện tử được chia thành ba loại dựa trên độ phức tạp của quá trình gia công. Gioăng và vòng đệm thường được cắt bằng khuôn hoặc cắt rời từ các tấm silicone cán mỏng với độ dày từ 0,5 mm đến 5,0 mm.ASTM D2000Đối với phân loại sản phẩm cao su, gioăng silicon dùng trong thiết bị điện tử thường được chỉ định theo mã sản phẩm như 2GE705 với các yêu cầu về độ cứng, độ bền kéo và độ giãn dài cụ thể cho từng ứng dụng.

Các linh kiện silicon đúc khuôn — bàn phím, vỏ bọc và vỏ tùy chỉnh — được sản xuất bằng phương pháp ép khuôn hoặc ép phun cao su silicon lỏng (LSR). Các bộ phận này cần loại bỏ phần thừa sau khi đúc, và phần thừa mỏng điển hình của quá trình đúc LSR đòi hỏi phải loại bỏ bằng phương pháp làm lạnh hoặc gia công cơ khí chính xác. Loại thứ ba, chất bao bọc silicon và hợp chất đổ khuôn, được sử dụng ở dạng lỏng và được làm cứng tại chỗ mà không cần gia công cơ khí.

Tiêu chuẩn UL 94 và IEC 60068 được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các yêu cầu về khả năng chống cháy và thử nghiệm môi trường trong các ứng dụng điện tử.

Cắt silicon chính xác cho linh kiện điện tử

Cáimáy cắt siliconMáy cắt silicon của Xiamen Xingchangjia được thiết kế để gia công các tấm và cuộn silicon thành kích thước chính xác cần thiết cho các gioăng và vòng đệm điện tử. Hệ thống truyền động bằng động cơ servo và điều khiển màn hình cảm ứng PLC cho phép lập trình các mẫu cắt với độ sâu và lựa chọn lưỡi cắt có thể điều chỉnh, xử lý các tấm silicon, ống và các hình dạng tùy chỉnh.

Đối với sản xuất số lượng lớn các linh kiện silicon điện tử,máy cắt silicon hoàn toàn tự độngMáy có khả năng vận hành liên tục với chức năng xếp chồng tự động. Các thông số kỹ thuật chính bao gồm chiều rộng cắt có thể điều chỉnh từ 0 trở lên, chiều dài lưỡi dao 550 mm, độ dày cắt từ 0 đến 10 mm và tốc độ cắt lên đến 120 lưỡi dao mỗi phút. Máy sử dụng xi lanh khí nén để ép vật liệu với áp suất được tự động điều chỉnh theo độ dày vật liệu, loại bỏ việc điều chỉnh lò xo thủ công thường thấy trên các thiết bị cũ hơn. Hệ thống điều khiển PLC giám sát việc cấp liệu, đếm sản phẩm và xếp chồng, đồng thời đưa ra cảnh báo khi thiếu vật liệu và khi chồng đầy.

Cắt không xuyên qua lớp silicon (cắt xuyên qua lớp lót bảo vệ) là phương pháp tiêu chuẩn cho các gioăng silicon có lớp keo dính được sử dụng trong vỏ thiết bị điện tử. Độ chính xác của động cơ servo là ±0,1 mm rất quan trọng để duy trì tính nhất quán về kích thước trên hàng nghìn chi tiết mỗi lô.

Loại bỏ bavia cao su silicon khỏi các linh kiện điện tử

Các đặc tính vật lý của silicone tạo ra những thách thức riêng biệt trong việc loại bỏ bavia. Vì cao su silicone có độ bền xé thấp và độ dẻo cao, bavia mỏng sẽ uốn cong thay vì gãy dưới tác động mài mòn cơ học. Đối với các linh kiện điện tử bằng silicone có độ dày bavia dưới 0,3 mm, việc loại bỏ bavia bằng cơ học có nguy cơ làm rách vật liệu nền tại điểm nối bavia. Việc loại bỏ bavia bằng phương pháp đông lạnh ở -100°C đến -130°C sử dụng nitơ lỏng làm giòn chọn lọc bavia mỏng trong khi vẫn giữ được tính toàn vẹn cấu trúc của thân silicone, cho phép loại bỏ bavia sạch sẽ mà không làm hỏng bề mặt.

Đối với các chi tiết silicon có phần bavia dày hơn 0,3 mm hoặc có hình dạng đường phân khuôn đơn giản, có thể sử dụng phương pháp loại bỏ bavia bằng cơ học với chất liệu mềm và tốc độ quay chậm hơn.Máy mài bavia cơ khí XCJ-G600Máy này có thể xử lý các bộ phận silicon có đường kính từ 3 mm đến 100 mm khi được điều chỉnh với các thông số phù hợp, tuy nhiên, nên sản xuất thử nghiệm từng lô nhỏ để kiểm tra chất lượng bề mặt trước khi sản xuất hàng loạt.

Làm sạch và làm khô các bộ phận silicon dùng trong lắp ráp điện tử

Các linh kiện điện tử silicon cần được làm sạch sau khi đúc và loại bỏ bavia để loại bỏ chất tách khuôn, bụi bavia còn sót lại và các chất gây ô nhiễm trong quá trình xử lý. Chất tách khuôn có thể cản trở quá trình liên kết keo trong quá trình lắp ráp điện tử, và sự nhiễm bẩn do các hạt dẫn điện có thể gây đoản mạch trong các thiết bị đã lắp ráp.máy làm sạch và sấy cao suSản phẩm này được thiết kế đặc biệt cho cao su silicon, phần cứng, nhựa và vỏ thiết bị điện tử, sử dụng ba nhóm quy trình làm sạch sáu bước có thể kết hợp tự do để tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm khác nhau.

Đối với các ứng dụng điện tử yêu cầu môi trường phòng sạch, quy trình làm sạch nên sử dụng nước khử ion và chất hoạt động bề mặt không ion, sau đó sấy khô bằng bộ lọc HEPA để ngăn ngừa tái nhiễm bẩn. Sáu giai đoạn làm sạch của máy cho phép các chu kỳ rửa, tráng và sấy khô tuần tự có thể được lập trình cho các công thức silicon cụ thể.IPC-1601Các tiêu chuẩn xử lý đối với các cụm linh kiện điện tử, việc xác minh độ sạch cần bao gồm kiểm tra trực quan ở độ phóng đại 10x và kiểm tra ô nhiễm ion đối với các linh kiện tham gia vào các cụm linh kiện điện tử có độ tin cậy cao.

Kiểm soát chất lượng trong quá trình gia công cao su silicon cho ngành điện tử

Các thông số chất lượng dựa trên các tiêu chuẩn điển hình cho các linh kiện cao su silicon trong các sản phẩm điện tử tiêu dùng và công nghiệp. Các yêu cầu cụ thể có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM).

Việc kiểm tra kích thước các linh kiện điện tử bằng silicon cần tính đến hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu, vốn cao hơn khoảng 3-4 lần so với NBR hoặc EPDM. Các linh kiện được đo ở 25°C có thể lớn hơn tới 0,15% so với nhiệt độ tham chiếu tiêu chuẩn 23°C được quy định trong tiêu chuẩn ISO 3601 để đo kích thước vòng đệm O-ring. Nên sử dụng môi trường kiểm tra được kiểm soát nhiệt độ cho các linh kiện điện tử silicon có độ chính xác cao.

Kết luận: Quy trình xử lý tích hợp cho cao su silicon cấp điện tử

Gia công cao su silicone cho ngành công nghiệp điện tử đòi hỏi độ chính xác ở mọi giai đoạn — từ cắt và loại bỏ bavia đến làm sạch và kiểm tra chất lượng. Độ bền xé thấp và độ nhạy nhiệt cao của silicone đòi hỏi các thông số thiết bị khác với các hợp chất NBR, EPDM hoặc FKM. Máy cắt tự động điều khiển bằng động cơ servo, loại bỏ bavia bằng phương pháp đông lạnh cho các bộ phận silicone có bavia mỏng và hệ thống làm sạch nhiều giai đoạn tạo thành dây chuyền xử lý tiêu chuẩn cho các linh kiện silicone cấp điện tử.

Các nhà sản xuất tham gia thị trường silicon điện tử nên kiểm định từng giai đoạn xử lý bằng các lô thử nghiệm trước khi sản xuất hàng loạt, đặc biệt chú ý đến việc lựa chọn phương pháp loại bỏ bavia dựa trên độ dày của bavia và hiệu quả làm sạch để loại bỏ chất tách khuôn.