鑫野智動依塑膠特性,研發適於電子防水產品的射出機

2022-11-03
公司新聞

為因應電子設備防水防塵的需求,King’s鑫野智動研發多年的低壓射出機,依塑膠聚酯材料特性不斷改進,並針對封裝元件密封、防潮、防水、防塵、耐化學腐蝕的功能強化,可以用於各種生產和使用環境,特別適合電路板封裝、帶線連接器等防水封裝。本文將分析各類塑膠材料,旨在讓客戶產品導入前,配合材料選用,以使設備取得最佳效能。



  1. 高分子加工塑膠材料介紹
    1. 熱塑性高分子塑料
    2. 以線狀分子為聚合物,在高溫時分子可做較自由運動,加熱即軟化者,又稱為熱塑性塑膠。加熱後成為可變形的液體融溶狀態,降溫度冷卻後定型,這種可塑性材料可以重覆加熱再重新使用。

      市面常用的熱塑性塑膠泛用塑膠 (Commodity plastics) LLDPE、LDPE、HDPE、PP、PVC、PS、PET 生活用品塑膠袋、夾鏈袋、罐裝品等。另外還有強度較高的工程塑膠 (Engineering plastics)ABS、PC、NYLON6 、NYLON66 電腦殼、衣服纖維、機械加工件,以及因應電子相關發展出強度與 5G 低介電性 Dk、Df 需求的高等材料(Advanced plastics) PEEK、PTFE(鐵氟龍)、LCP 等等。此類高分子材料隨溫度的升高而融熔,隨溫度下降漸固化,其形態可變性高。

    3. 熱固性高分子塑料
    4. 熱固性塑膠在硬化後就不能重新融化再使用,因為材料內部結構會產生劣或分解。因此熱固性塑膠必須在未形成網狀構造之前完成成形。熱固性塑膠其機械性質、耐熱耐壓性、抗蝕性等都優於熱塑性。

      常用的熱固性塑膠有:酚甲醛樹脂(酚醛塑膠;電木) phenol-formaldehyde resin 尿素樹脂 Urea-formaldehyde resin、環氧樹脂 Epoxy resin、矽氧樹脂 Silicon、三聚氰銨 Melamine resin 等等

    5. 彈性體塑料
    6. 天然聚合物或合成聚合物在受力時,產生大量彈性變形,而能在短時間內回復,稱為彈性體 (Elastomers)。彈性體與橡膠(Rubber)有何差異?根據 ASTM D1566 的定義:彈性體是指『一種巨形分子材料,在室溫下當使之變形的外力移除之後,可以回復到 原有的外形和尺寸者』。而橡膠的定義為:「一種材料能由劇烈變形中,很快恢復原來狀態」可以在室溫下拉伸至本身長度的 1.5~2 倍,維持一分鐘以上,除去外力後材料能在 一分鐘以內回復至原狀態的者。

      彈性體塑料主要是因為硫化(Vulcanization)產生的交鏈(Cross-linking)作用, 這種交鏈作用的發生是利用天然橡膠、合成橡膠或聚合物長鏈中的不飽和鍵(雙鍵),形成了交鏈,而其彈性及勁度則依硫的含量而定。


  2. 高分子塑料的物性
  3. 聚合物的剛柔性與加工時的相轉變溫度高低,都受微觀聚合反應結構取向與聚合度分子量,以及改質添加劑相關影響。其高分子塑料固體聚合物可能為半結晶 (semicrystalline) 或非結晶 (amorphous)構成,可以由 X 射線 (X-ray diffraction)照片顯示有規則結晶相部分與無規則非結晶相結構。並且有對稱與非對稱組態都會造成高分子塑料性質上的差異。

    高分子聚合物加工溫度必須高於 Tg (玻璃轉化點)或 Tm (熔點)以上,分子鏈中小節低轉動能障礙小,只要有足夠熱能就可以移動,進行排列結晶相對尺寸安定性就不佳,此類塑料就是柔曲性好的塑料,就表示分子鏈段短鍵結力小易移動,相反剛性塑料分子鏈段長鍵結力強,結晶度相對低,加工溫度相對就較高。

    為瞭解塑料特性,一般工廠加工前會進行簡單物性檢驗,耐衝擊性、MI 熔融、軟化點 Ts、撓曲溫度或稱熱變形溫度、應變(tensile strain)、楊式係數 (Young’s Modulus) 等等。於機械加工中,尤其有運用螺桿剪切混料 L/D 比 射出、擠壓、混色 compound 需求,考慮材料適用性以及搭配模具設計、周邊模溫機控溫。

    Kings 鑫野智動技術團隊,對於低壓塑料專業機型搭配塑料流動特性,選擇非螺桿設計使用迴流與控制背壓,與 LSR 立式液態矽膠射出機運用螺桿剪切混料 A/B/P 三種材料,考慮材料物性而設計的設備。



  4. 低壓塑料射出機
  5. 鑫野智動低壓射出機 (LPM) 搭配目前市面工業低壓注塑材料,例如:KY88**系列(凱恩新材料)、型號 BOSTIK(波士膠芬得利公司) TRL S.A.系列、TECHNOMELT(漢高)® PA 668PA 2384... 等。適於電子相關產品應用,針對耐紫外光、耐熱穩定性、耐溶劑和耐化學性。

    King’s 鑫野智動的低壓注塑射出機目前是使用 PA 材料,尤其改質後增強的 PA 材料或 PA 合金材料,其強度、模量、硬度、剛度、耐磨性提高。PA 有較高的力學性能和熔點。同時 PA 分子鏈的醯胺基之間嵌有非極性的亞甲基結構,其結構可在晶區或非晶區、極性和非極性共存的結構,使 PA宏觀上表現出堅而韌的性質。尤其線材使用 PA 材料,具有較好的耐摩擦磨損性、自潤滑性和耐疲勞性,是作為工程塑料廣泛使用的重要原因之一。

    PA 材料是多醯胺類合成高分子聚合物,醯胺基的存在具有吸水性,醯胺中的醯胺鍵結,其聚合物容易結晶化,隨結晶化度越高吸水性減少,結晶度高的聚合物要考慮尺寸安定性與模具配合度,因此去除相關乾擾因子很重要,通常需要進行乾燥降低含水率,建議進行 80℃,4 小時以上的烘乾,若是對較高軟化點產品,則使用更高的溫度和更長的時間烘乾處理,避免成形後包氣泡或形體不良。

    鑫野之創新設計是為了避免一般射出機高壓損壞了晶片模組,以及需要封裝的脆弱元器件,降低不良率提升品質。相較以前熱溶膠縮短射出成型時間射出成型時間 15-60 秒,運用模具塑型,表面粗糙較以往灌膠封裝表面優化,更輕更薄更透,成品達到 IP67 的防水防塵需求,特別適合電路板封裝、帶線連接器等防水封裝。

    King’s 鑫野智動的低壓射出機,依注塑材料選用針對所封裝元器件起到密封、防潮、防水、防塵、耐化學腐蝕的作用,可以適用於各種惡劣的生產環境和使用環境。依不同需求分為:標準型低壓射出機、C 型雙滑模低壓機、雙工位低壓成型機、轉盤低壓射出成型機等機種。秉持以客為尊,互助互利原則從零開始,與客戶研發或技術單位合作,即時聯繫反映問題,快速進行修正,配合材料選用讓客戶產品在 NPI 導入前,就能取得最佳穩定狀態。




( 影片:低壓射出快速生產防水產品 )

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