У кожній електронній збірці - від фітнес-трекера, який можна носити, до системи керування акумулятором електромобіля - є прихований шар компонентів, які ніколи не з’являються на знімку героя BOM:вирізані-частини. Ці прецизійні-прокладки, ізолятори, пінопластові подушки, клейкі стрічки та захисні плівки визначають, чи витримає пристрій випробування на падіння, пройде перевірку агентства з безпеки чи захистить від води та пилу протягом десяти років використання. Проте для багатьох інженерів-конструкторів визначення-вирізаних компонентів залишається запізнілою думкою - в останню-момент «додайте сюди прокладку», що призводить до затримок у виробництві та проблем із підгонкою.
У цьому посібнику пояснюється, що насправді таке-вирізані компоненти, важливі матеріали та допуски, як вони взаємодіють ізметалеві купольні перемикачі, гнучкі схеми, ішини, а також інженерні рішення, які відокремлюють успішну першу статтю від шести-місячного кваліфікаційного головного болю.
Що таке висічка-у виробництві електроніки?
Висікання-– це високо{1}}швидкісний процес ножиць, який формує безперервні рулони матеріалу в точні плоскі частини за допомогою спеціального сталевого-лінійного штампа, встановленого в ротаційному або плоскому пресі. У складанні електроніки вирізані компоненти виконують чотири основні функції: електроізоляція, герметизація від впливу навколишнього середовища (вода/пил/EMI), механічна амортизація та заповнення щілин, а також кріплення клеєм.
На відміну від пластикових деталей-лиття під тиском, для яких потрібен дорогий інструмент і тривалий час виготовлення, вирізані-деталі можна виготовити з плоского-штампу чи ротаційної матриці за незначну частину вартості інструментів. Це робить-висікання кращим процесом для електроніки від- до-середнього обсягу, де потрібна спеціальна геометрія, але інструменти для лиття під тиском не можуть бути виправдані.
Палітра матеріалів: що ви насправді вказуєте
Більшість вирізаних деталей в електроніці виготовлено з однієї з п’яти груп матеріалів. Кожен має відмінні електричні, термічні та механічні властивості, які керують вибором.
1. Поліімідні (каптонові) плівки.Золотий стандарт високотемпературної електроізоляції-. Поліімід витримує безперервне використання до 200 градусів, має відмінну діелектричну міцність і зберігає стабільність розмірів завдяки пайці оплавленням. Його зазвичай використовують якелектроізоляційний листнад високою{0}}напругою або між елементами батареї та шасі. Товщина варіюється від 12,5 мкм до 125 мкм.
2. ПІТ (поліефірні) плівки.Нижча вартість, ніж поліімід, з хорошою електроізоляцією та механічною міцністю. ПЕТ зазвичай використовується як базовий носій длямасиви листів купола- індивідуальна плівкаметалеві куполив реєстрації та забезпечує адгезивний інтерфейс до друкованої плати. Він комфортно працює при температурі ~120 градусів, що достатньо для більшості профілів оплавлення побутової електроніки.
3. Піни (ПУ, ПЕ, акрил).Пінополіуретан і поліетилен забезпечують амортизацію, заповнення щілин і акустичну або EMI-прокладку. ПЕ пінопласт із закритими{1}}порами не вбирає вологу; поліуретановий пінопласт із відкритими-порами відповідає нерівним поверхням. Стрічки з акрилової піни -, такі як еквіваленти 3M VHB -, використовуються там, де потрібне структурне з’єднання між пластиком і металом без кріплень. Дивіться Шаньовисічка з пінопласту-діапазон для типових застосувань.
4. Клейкі стрічки (акрилові, силіконові, гумові).Клеї,-чутливі до тиску (PSA), наносяться на вирізані-частини, щоб можна було-з’єднати та-з’єднати. Акрилові клеї пропонують найкращі -ефективності (температура, УФ, зсув); силіконові клеї використовуються на-поверхнях-підкладок із низьким енергоспоживанням, таких як силікони та пластики з-порошками; гумові клеї є недорогим-варіантом для тимчасового чи внутрішнього використання. Theвиріз-клейка стрічкасімейство продуктів покриває більшість потреб PSA.
5. Матеріали,-пов’язані з акумуляторами.Для електромобілів і споживчих акумуляторних блоків входять-вирізані компонентивирізка-автомобільного акумуляторачастини - ізолятори збірних шин, прокладки осередків, вогнестійкі-бар’єри (плівки, наповнені слюдою або керамікою-) і вентиляційні ущільнення. Ці матеріали повинні відповідати рейтингу займистості UL 94 V-0 і витримувати температуру термічного розбігу для визначених вікон виживання.
| матеріал | Макс. темп | Діелектрична міцність | Типове використання |
|---|---|---|---|
| поліімід (каптон) | 200 градусів + | ~280 кВ/мм | Високо{0}}температурна ізоляція, батареї |
| ПЕТ плівка | 120 градусів | ~160 кВ/мм | Носій купольного масиву, маскування |
| ПЕ піна | 80 градусів | ~30 кВ/мм | Прокладки, амортизація, ущільнення |
| Акрилова спінена стрічка | 150 градусів | ~20 кВ/мм | Конструкційне склеювання, монтаж |
Допуски: що насправді означає «точність».
Однією з найпоширеніших помилок під час визначення вирізаних-деталей є сприйняття допуску як запоздала думка. У плоскому або ротаційному -штампуванні досяжний допуск залежить від товщини матеріалу, конструкції матриці та ширини полотна:
- Стандартний допуск:±0,2 мм для деталей загальним розміром менше 50 мм
- Допуск на точність:±0,1 мм можливо для тонких плівок (менше 0,2 мм) зі сталевими-лінійними матрицями
- Жорстка толерантність:±0,05 мм досягається лише за допомогою штампів із хімічним травленням або лазерного різання, і зазвичай резервується для надзвичайно тонких дрібних деталей
Коли вирізані частини призначені для взаємодії ззасувні куполина друкованій платі -, як-от розпірний шар у масиві купола - сполучення між вирізом-вирізу та розташуванням купола є критичним. Допуск ±0,2 мм, який здається щедрим, може призвести до того, що прокладка частково закриє контактну зону купола, змінюючи тактильні відчуття або запобігаючи прориву купола. Ось чому постачальники інтегрованих купольних систем, як-от Shanyo, розробляють-виріз і купол разом, а не як окремі компоненти.
Як -вирізи взаємодіють з іншими компонентами
Вирізані-деталі рідко працюють поодинці. Їх конструкція безпосередньо впливає на продуктивність сусідніх компонентів у стеку-:
З металевими куполами та купольними масивами.Несуча ПЕТ плівка, яка утримує aмасив купольного листасама є вирізаною-частиною. Клей на плівці повинен точно переходити на друковану плату, не залишаючи залишків, а вирізані отвори повинні збігатися з центрами купола в межах ±0,15 мм. Зміщення спричиняє-клацання по центру, нерівномірне зусилля приведення в дію та передчасну втому купола.
З гнучкими друкованими схемами. Збірки FPCчасто вимагають ребер жорсткості з клейкою-підкладкою (полііміду або FR-4) у місцях з’єднання, щоб запобігти втомі від згинання. Ці ребра жорсткості вирізані-та ламіновані на FPC покриття. Вибір адгезиву повинен бути сумісним з матеріалом покриття FPC - використання неправильного PSA може призвести до розшарування під час згинання.
З шинами та акумуляторними модулями. Шини міднідля акумуляторних блоків електромобілів потрібні ізоляційні плівки, які покривають шину, за винятком зварювальних швів і з’єднань болтів. Ці ізоляційні плівки вирізані лазером- або -штампуванням із точними отворами для зварних зондів і отворів для болтів. Плівка має витримувати температуру 120–150 градусів під час ультразвукового зварювання без усадки чи деградації.
Поширені помилки проектування
Помилка 1: вказати «Каптон» без клею.Гола поліімідна плівка не має клею. Якщо ваша вирізана-деталь має приклеїтися до друкованої плати, вам потрібен поліімідзвказаний PSA (акрил або силікон), товщина вкладиша та рівень адгезії. «Каптонова стрічка» в голові інженера — це зовсім інший матеріал, ніж «поліімід 12,5 мкм з акриловим PSA товщиною 25 мкм на синьому PET-лайнері товщиною 50 мкм».
Помилка 2: Ігнорування вкладиша.Вирізані-деталі надсилаються на знімній підкладці (зазвичай ПЕТ або пергамін). Товщина вкладиша впливає на те, як деталь підбирається під час автоматизованого складання. Деталь, призначена для вакуумного захоплення, потребує вкладиша, який не розтягується та не рветься; для-зібраної вручну частини можна використовувати дешевший паперовий вкладиш.
Помилка 3: не-вказати термін служби.Штамп із ротаційною сталевою-лінейкою з тонкого ПЕТ витримує приблизно 500 000–1 000 000 відбитків. Для обсягів виробництва вище цього необхідно вказати матрицю із загартованої сталі або план заточування матриці. Якщо ви замовите 5 мільйонів одиниць зі стандартною матрицею, інструмент зношується під час роботи, що спричинить відхилення розмірів.
Помилка 4: немає перевірки зразка перед інструментом.Вирізані деталі дешеві для прототипування, але дорогі для пере-переробки. Завжди перевіряйте геометрію, клейкість і підгонку до фактичного монтажного стосу-за допомогою водоструменевого-або лазерного-різання зразків, перш ніж використовувати сталевий-інструмент.
Співпраця з постачальником-штампів
Хороший постачальник вирубок робить більше, ніж вирізає ваш файл для друку. Вони повинні перевірити ваш дизайн на технологічність: мінімальні розміри елементів, радіуси кутів (внутрішні радіуси мають становити принаймні половину товщини матеріалу, щоб уникнути-розриву), клейове покриття на крихітних елементах і варіанти підкладки. наШаньо, група die{0}}cut працює разом ізштамповально-монтажні бригадищоб гарантувати, що вирізані деталі, купольні масиви та FPC підходять до одного механічного стека- -, усуваючи проблему «це добре виглядало на папері, але не вміщується в корпус».
Команди інженерів, які оцінюють вирізані -матеріали для майбутніх програм, мають запросити пакет зразків, який містить конкретну товщину плівки, клеї та щільність піни, що розглядаються. Фізичні зразки дають змогу перевірити липкість, відповідність і -якість різання -, про що неможливо судити з таблиці даних.
Shanyo Precision Electronics виготовляє спеціальні{0}}штамповані компоненти,вирізи клейкою стрічкою-, поролонові прокладки, ізоляційні плівки, ікомпоненти акумуляторного модуляв Циндао, Китай. Завдяки власним-роторним і планшетним пресам-висікання, ламінуванню чистих приміщень та інженерній підтримці від DFM review через масове виробництво, Shanyo обслуговує виробників автомобільної, медичної, споживчої електроніки та промислових OEM по всьому світу. Відвідайтезв'яжіться з намищоб обговорити ваші-вимоги до вирізання.
