Σε κάθε ηλεκτρονικό συγκρότημα - από έναν φορητό ιχνηλάτη γυμναστικής έως το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας ενός ηλεκτρικού οχήματος - υπάρχει ένα κρυφό στρώμα εξαρτημάτων που δεν εμφανίζονται ποτέ στο πλάνο ήρωα BOM:κομμένα μέρη-. Αυτές οι φλάντζες-ακρίβειας, οι μονωτές, τα μαξιλάρια από αφρώδες υλικό, οι κολλητικές ταινίες και οι προστατευτικές μεμβράνες καθορίζουν εάν μια συσκευή επιβιώνει μετά από δοκιμή πτώσης, περνά από έλεγχο από την υπηρεσία ασφαλείας ή διατηρεί το νερό και τη σκόνη για μια δεκαετία χρήσης. Ωστόσο, για πολλούς μηχανικούς σχεδιασμού, ο καθορισμός εξαρτημάτων με μήτρα-παραμένει μια εκ των υστέρων σκέψη - μια στιγμή "προσθέστε ένα παρέμβυσμα εδώ" της τελευταίας στιγμής που οδηγεί σε καθυστερήσεις στην παραγωγή και προβλήματα προσαρμογής.
Αυτός ο οδηγός εξηγεί τι είναι στην πραγματικότητα τα εξαρτήματα-κομμένα, τα υλικά και οι ανοχές που έχουν σημασία, πώς αλληλεπιδρούν μεμεταλλικοί διακόπτες θόλου, εύκαμπτα κυκλώματα, καιμπαρ λεωφορείων, και τις αποφάσεις μηχανικής που διαχωρίζουν ένα επιτυχημένο πρώτο άρθρο από έναν πονοκέφαλο-εξάμηνων προσόντων.
Τι είναι το Die-Cutting στην κατασκευή ηλεκτρονικών;
Το κόψιμο με μήτρα-είναι μια διαδικασία κοπής υψηλής Στη συναρμολόγηση ηλεκτρονικών ειδών, τα κομμένα εξαρτήματα με μήτρα{4}}χρησιμοποιούν τέσσερις βασικές λειτουργίες: ηλεκτρική μόνωση, περιβαλλοντική στεγανοποίηση (νερό/σκόνη/EMI), μηχανική αντικραδασμική προστασία και πλήρωση κενού και προσάρτηση με κόλλα.
Σε αντίθεση με τα χυτευμένα πλαστικά μέρη-με έγχυση που απαιτούν ακριβά εργαλεία και μεγάλους χρόνους παράδοσης, τα κομμένα εξαρτήματα με καλούπι-μπορούν να παραχθούν από επίπεδη-κλίνη ή περιστροφική μήτρα για ένα κλάσμα του κόστους εργαλείων. Αυτό καθιστά την κοπή{4}}την προτιμώμενη διαδικασία για ηλεκτρονικά μικρού-έως-μεσαίου όγκου όπου απαιτείται προσαρμοσμένη γεωμετρία, αλλά η χρήση εργαλείων χύτευσης με έγχυση δεν μπορεί να δικαιολογηθεί.
Η Παλέτα Υλικών: Αυτό που στην πραγματικότητα προσδιορίζετε
Τα περισσότερα κομμένα εξαρτήματα-στα ηλεκτρονικά είναι κατασκευασμένα από μία από τις πέντε οικογένειες υλικών. Καθένα έχει ξεχωριστές ηλεκτρικές, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες που καθοδηγούν την επιλογή.
1. Ταινίες πολυιμιδίου (Kapton).Το χρυσό πρότυπο για την ηλεκτρική μόνωση σε υψηλές{0} θερμοκρασίες. Το πολυιμίδιο αντιστέκεται στη συνεχή χρήση στους 200 βαθμούς, έχει εξαιρετική διηλεκτρική αντοχή και παραμένει διαστατικά σταθερό μέσω της συγκόλλησης με επαναροή. Χρησιμοποιείται συνήθως ωςηλεκτρομονωτικό φύλλοπάνω από ίχνη υψηλής-τάσης ή μεταξύ των στοιχείων της μπαταρίας και του πλαισίου. Τα πάχη κυμαίνονται από 12,5 μm έως 125 μm.
2. Μεμβράνες PET (πολυεστέρα).Χαμηλότερο κόστος από το πολυιμίδιο, με καλή ηλεκτρική μόνωση και μηχανική αντοχή. Το PET χρησιμοποιείται συνήθως ως βασικός φορέας γιασυστοιχίες φύλλων θόλου- η ταινία που έχει ατομικόμεταλλικοί θόλοιστην καταχώριση και παρέχει την αυτοκόλλητη διεπαφή στο PCB. Λειτουργεί άνετα έως και ~120 μοίρες, κάτι που είναι αρκετό για τα περισσότερα προφίλ αναδιανομής ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης.
3. Αφροί (PU, PE, ακρυλικό).Οι αφροί πολυουρεθάνης και πολυαιθυλενίου παρέχουν απορρόφηση κραδασμών, πλήρωση κενού και ακουστική φλάντζα ή EMI. Ο αφρός PE κλειστού-κυψέλης αντιστέκεται στην απορρόφηση υγρασίας. Ο αφρός PU ανοιχτής-κυψέλης συμμορφώνεται με ακανόνιστες επιφάνειες. Ακρυλικές ταινίες αφρού - όπως 3M ισοδύναμα VHB - χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται δομική συγκόλληση μεταξύ πλαστικών και μετάλλων χωρίς συνδετήρες. Δείτε το Shanyo'sαφρώδες καλούπι-κόψιμοεύρος για τυπικές εφαρμογές.
4. Αυτοκόλλητες ταινίες (ακρυλικές, σιλικόνης, καουτσούκ).Οι ευαίσθητες στην πίεση κόλλες (PSAs) είναι πλαστικοποιημένες για να κοπούν-εξαρτήματα για να καταστεί δυνατή η συναρμολόγηση αποφλοίωσης-και-κόλλησης. Οι ακρυλικές κόλλες προσφέρουν την καλύτερη-απόδοση (θερμοκρασία, UV, διάτμηση). Οι κόλλες σιλικόνης χρησιμοποιούνται σε-επιφανειακά-υποστρώματα χαμηλής ενέργειας όπως σιλικόνες και σκόνες-επικαλυμμένα πλαστικά. Οι λαστιχένιες κόλλες είναι μια-χαμηλού κόστους επιλογή για προσωρινή ή εσωτερική χρήση. Οκολλητική ταινία-κομμένηΗ οικογένεια προϊόντων καλύπτει τις περισσότερες ανάγκες PSA.
5. Υλικά που σχετίζονται με τις μπαταρίες.Για πακέτα ηλεκτρικών και καταναλωτικών μπαταριών, περιλαμβάνονται-κομμένα εξαρτήματακόψιμο της μπαταρίας του αυτοκινήτου-ανταλλακτικά - μονωτές ζυγών, διαχωριστές κυψελών, πυρί-επιβραδυντικά φράγματα (μεμβράνες με μαρμαρυγία ή κεραμικό-) και στεγανοποιήσεις εξαερισμού. Αυτά τα υλικά πρέπει να πληρούν τις ονομασίες ευφλεκτότητας UL 94 V-0 και να επιβιώνουν σε θερμοκρασίες συμβάντος θερμικής διαφυγής για καθορισμένα παράθυρα επιβίωσης.
| Υλικό | Μέγιστη Θερμ | Διηλεκτρική Αντοχή | Τυπική χρήση |
|---|---|---|---|
| Πολυιμίδιο (Kapton) | 200 μοίρες + | ~280 kV/mm | Μόνωση υψηλής-θερμοκρασίας, φράγματα μπαταρίας |
| Ταινία PET | 120 μοίρες | ~160 kV/mm | Φορέας διάταξης θόλου, κάλυψη |
| Αφρός PE | 80 μοίρες | ~30 kV/mm | Φλάντζες, απορρόφηση κραδασμών, στεγανοποίηση |
| Ακρυλική ταινία αφρού | 150 μοίρες | ~20 kV/mm | Δομική συγκόλληση, συναρμολόγηση |
Ανοχές: Τι σημαίνει στην πραγματικότητα "Ακρίβεια".
Ένα από τα πιο συνηθισμένα λάθη κατά τον καθορισμό-κομμένων εξαρτημάτων μήτρας είναι η αντιμετώπιση της ανοχής ως εκ των υστέρων. Στην κοπή-επίπεδης ή περιστροφικής μήτρας, η επιτεύξιμη ανοχή εξαρτάται από το πάχος του υλικού, την κατασκευή της μήτρας και το πλάτος του ιστού:
- Τυπική ανοχή:±0,2 mm για εξαρτήματα κάτω από 50 mm σε συνολική διάσταση
- Ανοχή ακριβείας:±0,1 mm είναι δυνατό για λεπτές μεμβράνες (κάτω από 0,2 mm) με μήτρες χάλυβα-
- Σκληρή ανοχή:±0,05 mm επιτυγχάνεται μόνο με χημικά χαραγμένες μήτρες ή κοπή με λέιζερ και συνήθως προορίζεται για εξαιρετικά λεπτά, μικρά χαρακτηριστικά
Όταν τα κομμένα εξαρτήματα- έχουν σχεδιαστεί για διασύνδεσηθόλοι θόλουσε ένα PCB - όπως ένα στρώμα διαχωρισμού σε μια διάταξη θόλου - η καταχώρηση μεταξύ της αποκοπής μήτρας-και της θέσης θόλου είναι κρίσιμη. Μια ανοχή ±0,2 mm που φαίνεται γενναιόδωρη μπορεί να κάνει τον αποστάτη να καλύψει μερικώς την περιοχή επαφής του θόλου, αλλάζοντας την αίσθηση της αφής ή εμποδίζοντας το σπάσιμο του θόλου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι προμηθευτές ολοκληρωμένων συστοιχιών θόλου, όπως η Shanyo, σχεδιάζουν το καλούπι-κοψίματος και το θόλο μαζί, όχι ως ξεχωριστά εξαρτήματα.
Πώς αλληλεπιδρούν τα Die-Cuts με άλλα στοιχεία
Τα κομμένα εξαρτήματα-σπάνια λειτουργούν μόνα τους. Ο σχεδιασμός τους επηρεάζει άμεσα την απόδοση των γειτονικών στοιχείων στη στοίβα-επάνω:
Με μεταλλικούς θόλους και συστοιχίες θόλου.Το φιλμ φορέα PET που συγκρατεί ασυστοιχία φύλλων θόλουείναι από μόνο του ένα κομμένο μέρος-. Η κόλλα στο φιλμ πρέπει να μεταφερθεί καθαρά στο PCB χωρίς να αφήνει υπολείμματα και οι οπές αποκοπής πρέπει να ευθυγραμμίζονται με τα κέντρα θόλου εντός ±0,15 mm. Η κακή ευθυγράμμιση προκαλεί off-κλικ στο κέντρο, ασυνεπή δύναμη ενεργοποίησης και πρόωρη κόπωση του θόλου.
Με εύκαμπτα τυπωμένα κυκλώματα. Συγκροτήματα FPCαπαιτούν συχνά ενισχυτικά με κόλλα-(πολυιμίδιο ή FR-4) στις περιοχές των συνδετήρων για να αποφευχθεί η κούραση. Αυτά τα ενισχυτικά κόβονται με μήτρα-και πλαστικοποιούνται στο κάλυμμα FPC. Η επιλογή της κόλλας πρέπει να είναι συμβατή με το υλικό κάλυψης FPC - η χρήση λανθασμένου PSA μπορεί να προκαλέσει αποκόλληση κατά την κάμψη.
Με μπάρες διαύλου και μονάδες μπαταρίας. Χάλκινες μπάρες λεωφορείωνστα πακέτα μπαταριών EV απαιτούνται μονωτικά φιλμ που καλύπτουν τη ράβδο διαύλου εκτός από τις διεπαφές συγκόλλησης και μπουλονιών. Αυτά τα μονωτικά φιλμ κόβονται με λέιζερ- ή μήτρα-με ακριβή ανοίγματα για ανιχνευτές συγκόλλησης και οπές μπουλονιών. Το φιλμ πρέπει να αντέχει στις θερμοκρασίες διεργασίας 120–150 μοιρών της συγκόλλησης με υπερήχους χωρίς να συρρικνώνεται ή να υποβαθμίζεται.
Συνήθη σχεδιαστικά λάθη
Λάθος 1: Καθορισμός "Kapton" χωρίς την κόλλα.Το γυμνό φιλμ πολυιμιδίου δεν έχει κόλλα. Εάν το κομμένο μέρος της μήτρας- σας πρέπει να κολλήσει σε ένα PCB, χρειάζεστε πολυιμίδιομεένα καθορισμένο PSA (ακρυλικό ή σιλικόνη), πάχος επένδυσης και επίπεδο πρόσφυσης. Η "ταινία Kapton" στο κεφάλι ενός μηχανικού είναι ένα πολύ διαφορετικό υλικό από το "12,5 μm πολυιμίδιο με 25 μm ακρυλικό PSA σε μπλε επένδυση PET 50 μm."
Λάθος 2: Αγνοώντας την επένδυση.Τα κομμένα εξαρτήματα{0}}με μήτρα αποστέλλονται σε μια επένδυση απελευθέρωσης (συνήθως PET ή γυαλίνη). Το πάχος της επένδυσης επηρεάζει τον τρόπο παραλαβής του εξαρτήματος στην αυτοματοποιημένη συναρμολόγηση. Ένα εξάρτημα που έχει σχεδιαστεί για παραλαβή υπό κενό χρειάζεται μια επένδυση που δεν τεντώνεται ή σχίζεται. ένα μέρος-που συναρμολογείται στο χέρι μπορεί να χρησιμοποιήσει φθηνότερη χάρτινη επένδυση.
Λάθος 3: Κάτω από-καθορισμός της ζωής.Ένα περιστροφικό ατσάλινο καλούπι-σε λεπτό PET διαρκεί περίπου 500.000–1.000.000 αποτυπώσεις. Για όγκους παραγωγής πάνω από αυτό, πρέπει να καθορίσετε μια μήτρα από σκληρυμένο χάλυβα ή να σχεδιάσετε το ακόνισμα της μήτρας. Εάν παραγγείλετε 5 εκατομμύρια μονάδες με μια τυπική μήτρα, το εργαλείο θα φθαρεί στη μέση-λειτουργία, προκαλώντας μετατόπιση των διαστάσεων.
Λάθος 4: Καμία επικύρωση δείγματος πριν από την επεξεργασία εργαλείων.Τα κομμένα εξαρτήματα με μήτρα-είναι φθηνά για πρωτότυπο, αλλά ακριβό για-επαναεργαλείο. Πάντα να επικυρώνετε τη γεωμετρία, τη συγκολλητική πρόσφυση και να εφαρμόζετε στην πραγματική στοίβα συναρμολόγησης-με τα δείγματα κοπής νερού-υδατικού πίδακα ή λέιζερ-προτού δεσμευτείτε με χάλυβα-κανόνες εργαλείων.
Εργασία με έναν προμηθευτή Die-Cut
Ένας καλός-προμηθευτής κοπής κάνει περισσότερα από το να κόβει το αρχείο εκτύπωσης. Θα πρέπει να ελέγξουν το σχέδιό σας ως προς τη δυνατότητα κατασκευής: ελάχιστα μεγέθη χαρακτηριστικών, ακτίνες γωνίας (οι εσωτερικές ακτίνες πρέπει να είναι τουλάχιστον το μισό του πάχους του υλικού για να αποφευχθεί το σχίσιμο), κάλυψη με κόλλα σε μικροσκοπικά χαρακτηριστικά και επιλογές επένδυσης. ΣτοΣάνιο, η ομάδα die-cut λειτουργεί παράλληλα με τοομάδες σφράγισης και συναρμολόγησηςγια να διασφαλίσετε ότι τα κομμένα εξαρτήματα μήτρας, οι συστοιχίες θόλου και τα FPC ταιριάζουν όλα στην ίδια μηχανική στοίβα-επάνω - εξαλείφοντας το πρόβλημα "φαινόταν ωραία στο χαρτί αλλά δεν ταιριάζει στο περίβλημα".
Οι ομάδες μηχανικών που αξιολογούν τα κομμένα υλικά με μήτρα-για τα επερχόμενα προγράμματα θα πρέπει να ζητήσουν ένα πακέτο δειγμάτων που περιλαμβάνει τα συγκεκριμένα πάχη φιλμ, τις κόλλες και τις πυκνότητες αφρού που εξετάζονται. Τα φυσικά δείγματα σάς επιτρέπουν να δοκιμάζετε την πρόσφυση, τη συμμόρφωση και την ποιότητα -προηγμένης ποιότητας - τα οποία είναι αδύνατο να κριθούν από ένα φύλλο δεδομένων.
Η Shanyo Precision Electronics κατασκευάζει εξαρτήματα προσαρμοσμένης κοπής-κόβει-κολλητική ταινία, φλάντζες αφρού, μονωτικές μεμβράνες, καιεξαρτήματα της μονάδας μπαταρίαςστο Qingdao της Κίνας. Με-περιστροφικές και επίπεδες μήτρες-κομμένες πρέσες, πλαστικοποίηση καθαρού χώρου και τεχνική υποστήριξη από την αναθεώρηση DFM μέσω μαζικής παραγωγής, η Shanyo εξυπηρετεί αυτοκίνητα, ιατρικά, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και βιομηχανικούς OEM παγκοσμίως. Επίσκεψηεπικοινωνήστε μαζί μαςγια να συζητήσετε τις απαιτήσεις σας-περικοπής.
