Например, после заливки печатных плат стоимостью в тысячи долларов могут возникнуть проблемы из-за смещения золотых проводов и повреждения встроенного компонента.
Вместе с тем, водонепроницаемые предметы не будут должным образом герметизированы в тестах IPX7. Эти проблемы постоянно съедают прибыль производства.
Целью этой статьи является анализ основных причин проблем с формованием и использование практических методов и данных, чтобы предложить организациям комплексное решение, начиная от проектирования и заканчивая процессом. Таким образом, могут быть достигнуты качественные изменения в производительности, а также надежности производства формования.
Таблица основных ответов
<тело>
<тр>
Разделы статей
Основное содержание
Технические моменты
<тр>
Распространенные дефекты
Основные причины и меры противодействия нарушению адгезии, заусенцам и повреждениям вкладки.
Совместимость материалов, вентиляция пресс-формы, полная поддержка вставок.
<тр>
Ключи дизайна
Проектирование механической блокировки и оптимизация соотношения толщины стенок Dопределяют успех формования.
Интерлочная структура, соотношение толщины стенок < 2:1, угловой радиус 0,5 мм во избежание острых углов.
<тр>
Защита электронных компонентов
Литье под низким давлением, анализ текучести пресс-формы, стратегия защиты золотой проволоки.
Низкое давление (1,5–40 бар), температура плавления печатной платы < 135.
<тр>
Управление процессом
Водостойкая герметизация, управление стрессом, оптимизация параметров Министерства энергетики.
Уплотнение IP67/IP68, Степень усадки полиамида 1. 5–2,0 %, ортогональная экспериментальная проверка Министерства энергетики.
Основные выводы
<ул>
Дизайн прежде всего: причиной 80 % дефектов формования является этап проектирования, а не производственный процесс.
Защита от термической чувствительности. Литье под низким давлением может обеспечить давление <40 бар для защиты прецизионных электронных компонентов, благодаря чему выход продукции можно увеличить более чем на 30 %.
На основе данных. Проведение исследования DOE для поиска оптимальных параметров процесса может сократить количество отходов пресс-форм на 30 % и даже больше.
Соответствие материалов. Химическое соединение и механическое соединение — две гарантии, гарантирующие надежность соединения при формовке.
Почему стоит доверять этому руководству? Обмен методами устранения неполадок JS Precision Overmolding
Профессионализм в устранении неполадок в формовании является ключевым фактором в определении эффективности производства.
JS Precision, обладающая 15-летним практическим опытом и высококлассной клиентурой, включая мировую автомобильную, медицинскую и бытовую электронику, успешно решила более 2000 сложных проектов по формованию и разработала стандартизированную систему решения таких серьезных проблем, как нарушение адгезии, повреждение электронных компонентов и плохая герметизация.
Наша компания владеет лабораторией анализа текучести пресс-форм и может выполнять полноразмерное моделирование текучести пресс-форм с использованием Moldex-3D и SOLIDWORKS Plastics. У нас также есть основные технологии, такие как оптимизация процессов Министерства энергетики и литье под низким давлением и низкой температурой.
Обладая профессиональной командой инженеров и точным производственным оборудованием, мы можем предоставить клиентам индивидуальную поддержку на протяжении всего процесса, начиная с оптимизации конструкции и отладки процесса и заканчивая массовым производством, тем самым гарантируя стабильное качество продукции и эффективность производства.
Возьмем случай с компанией по производству автомобильной электроники: выход печатных плат при формовании составил всего 65% из-за смещения золотой проволоки и нарушения герметичности, поэтому ежемесячные потери лома составляли более 180 000 долларов. Доходность была увеличена до 97,5 %, а ежемесячные потери лома сократились на 171 000 долларов США всего за 10 дней оптимизации процесса с помощью JS Precision.
JS Precision строго соответствует стандартам UL 94 по огнестойкости и совместимости материалов для подбора материалов для формования. Кроме того, компания выполняет требования по биосовместимости ISO 10993-1, обеспечивая тем самым сочетание подложки и формовочных материалов на уровне самых высоких отраслевых стандартов.
На данный момент компания JS Precision увеличила средний выход печатных плат автомобильной электроники до более чем 98 %, а также достигло 100 % соответствия герметичности IP68 для вторичного формования медицинских устройств, что помогло клиентам ежегодно экономить более миллиона долларов США на затратах на металлолом.
<блок-цитата>
Для компаний, сталкивающихся с проблемами при формовании, наша команда инженеров предлагает бесплатные технические консультации по устранению неполадок при формовании, предоставляя точный анализ первопричин и предварительные решения дефектов вашей продукции, что позволяет вам быстро найти точку прорыва.
С какими проблемами при устранении неполадок при формовке вы чаще всего сталкиваетесь?
Большинство неисправностей при формовании связано с дефектами клея, засветами/короткими ударами и встроенными повреждениями (которые в совокупности составляют более 70%). Решение этих проблем может увеличить выход продукции более чем на 60%. Подробные способы решения этих проблем перечислены ниже.
Отказ клея:
Основными причинами выхода клея из строя являются несовместимость материалов, загрязнение подложки и неправильная температура. Использование совместимых комбинаций, таких как ТПЭ и ПП, очистка подложки и установка температуры формования в соответствии с характеристиками материала (например, температура подложки для формования LSR составляет 250–400°F) являются важными шагами для предотвращения разрушения клея.
Мгновенная и короткая инъекция:
Чтобы устранить заусенец, возможно, потребуется увеличить усилие зажима на 15–20%. С другой стороны, проблему короткого впрыска можно решить, повысив давление впрыска на 10–15% и выпустив соответствующий воздух. Чтобы решить обе проблемы, можно точно настроить путь течения расплава с помощью анализа течения пресс-формы.
Урон от инкрустации:
Это результат отсутствия поддержки, неправильного размещения литников или слишком высокого давления. Таким образом, для этого вы создадите полностью поддерживающую конструкцию с дизайном, это приведет к оптимизации расположения литников, прогнозирование силы течения формы будет выполнено с помощью программного обеспечения.
Рис. 1. Диаграмма, на которой перечислены и показаны двенадцать распространенных дефектов литья под давлением, таких как линии выступа, линии разнесения и впадины, полезные для устранения проблем, связанных с переформованием.
Почему дизайн формования определяет 80% успеха формования?
Проектирование формования – это основной фактор, обеспечивающий успех формования на 80 %. Это связано с тем, что выбор материала и геометрия продукта могут предотвратить 90 % проблем с адгезией, деформацией и герметизацией в самом источнике. Плохой дизайн делает все изменения в процессе бесполезными.
Механическое соединение или химическое соединение:
Чтобы обеспечить надежность адгезии при формовании, процесс должен сочетать в себе химическое соединение и механическое соединение.
Химическое соединение является фактором совместимости материалов, тогда как механическое соединение возможно за счет использования в подложке сквозных отверстий и канавок и в то же время исключения резких изменений в зонах перехода материалов.
Отношение толщины стенки к расстоянию потока
Толщина слоя мягкого покрытия должна составлять 1,6 мм или более. Соотношение пути потока к толщине стенки должно очень хорошо контролироваться. Для сложных структурных форм можно использовать двойной затвор, чтобы повысить однородность наполнения и предотвратить ситуации слишком быстрого охлаждения или недостаточного наполнения.
Дизайн с острыми углами
Острые углы являются основной причиной концентрации напряжений и появления трещин. Поэтому все острые углы должны иметь радиус не менее 0,5 мм в соответствии со стандартами ASTM D638. Напряжение распределяется посредством закругленных переходов, а жесткая стопорная конструкция предотвращает скручивание слоя покрытия.
Таблица совместимости обычных материалов для формования
Рис. 2. Различные электронные корпуса на разных стадиях сборки, на которых показаны литые ручки и корпуса с защелкивающимися интерфейсами и структурными усилениями.
Как защитить чувствительные компоненты при заливке печатных плат?
Основным целевым решением для защиты хрупких элементов на печатных платах является использование литья под низким давлением (1,5–40 бар).
При таком методе не возникают проблемы отклонения направляющей проволоки и поломки паяного соединения, возникающие в результате высокого давления и высокой температуры традиционного литья под давлением.
Термическое повреждение и повреждение давлением
Температура и давление должны быть очень хорошо отрегулированы. При контакте с печатной платой температура плавления должна быть снижена до менее 135°C.
Давление низкого давления при литье под давлением намного меньше по сравнению с давлением, применяемым во время обычного процесса литья под давлением. Для одновременной защиты и герметизации используется низкотемпературный полиамидный термоплавкий клей.
Отклонение направляющей провода и поломка паяного соединения
Основной причиной является сила сдвига расплава. Лучшим шагом будет изменение местоположения затвора с помощью анализа текучести пресс-формы, а затем нанесение клея на направляющие проводов и паяные соединения для образования тонкого слоя изоляции, который будет противостоять ударам.
Надежность электрической изоляции
Поэтому укрывной материал должен быть пригоден для обеспечения долгосрочной изоляции и гидроизоляции. Полиамидный клей-расплав обладает отличными изоляционными характеристиками. После формования его необходимо проверить на стабильность, например. такими методами, как устойчивость к влажному нагреву и устойчивость к солевому туману.
Рис. 3. Сравнение пустой печатной платы (PCB) и той же платы, полностью инкапсулированной в черный полимерный корпус посредством формования под низким давлением.
Почему формование электроники является окончательным испытанием контроля процесса?
Переформовка электроники — это очень деликатный процесс, требующий строгого соблюдения температуры, давления и уровня напряжения, поскольку электронные детали очень чувствительны к этим факторам.
Очень важно сочетать контроль температуры и давления, меры по снятию напряжений и полномасштабные испытания на каждом этапе производственной линии, чтобы добиться водонепроницаемости, герметизации и долговечности в долгосрочной перспективе.
Проблемы гидроизоляции и герметизации
Достижение уровня водонепроницаемости IP67/IP68 в основном предполагает устранение микрозазоров в интерфейсе. Поэтому необходимо обеспечить стабильное химическое соединение материала.
Кроме того, такие функции, как уплотнительные ребра и барьеры потока, должны быть хорошо спроектированы, а также необходимо обеспечить обнаружение утечек посредством 100% вакуумного пузырькового испытания после формования.
Управление стрессом при использовании несовместимых материалов
Внутреннее напряжение, скорее всего, возникнет из-за различий в коэффициентах теплового расширения гетерогенных материалов.
Выбор полиамидных материалов с очень стабильной усадкой (1,5–2,0%) важен во избежание образования неравномерных слоев покрытия. Кроме того, следует выбирать пары материалов с сопоставимыми коэффициентами теплового расширения.
Включение функционального тестирования
Функциональное тестирование должно быть частью процесса замкнутого цикла, который включает 100% тестирование электрических характеристик и проверку изоляции высокого напряжения. Его следует сочетать с автоматизированным оптическим контролем, который помогает выявить проблемы с электрическими характеристиками, а также дефекты внешнего вида.
<блок-цитата>
JS Precision предоставляет индивидуальные технологические решения для наплавки электроники, предлагая бесплатные расчеты производственных затрат, чтобы сделать прецизионную наплавку электроники более эффективной.
Как низкотемпературное формование решает проблемы, связанные с термочувствительными подложками?
Низкотемпературное формование с использованием низких температур 180–220°С и низкого давления 1,5–40 бар не выходит за пределы допуска для термочувствительных подложек, поэтому является решением проблемы повреждения термочувствительных подложек, а также повышает выход продукции до более чем 95%.
Защита термочувствительных подложек и компонентов
Низкая температура и низкое давление являются основными преимуществами, значительно отличающимися от традиционных параметров литья под давлением, как подробно описано ниже.
Основным компонентом является полиамидный клей-расплав, который прочно склеивается с широким спектром оснований, не содержит растворителей, подлежит вторичной переработке и является хорошим компромиссом между защитой и стоимостью.
Энергосбережение и экономическая эффективность
По сравнению с традиционным литьем под давлением потребление энергии сокращается более чем на 30 %, можно использовать недорогие алюминиевые формы, скорость производства увеличивается более чем в 10 раз, а общая экономическая выгода значительна.
<блок-цитата>
Свяжитесь с JS Precision, чтобы получить технические параметры и рекомендации по выбору материалов для низкотемпературного формования, а также разработать индивидуальные решения для формования ваших термочувствительных продуктов.
Как предотвратить дефекты при формовании вставок из декорированной пленки?
При предотвращении переформования вставок из декорированной пленки основное внимание уделяется контролю за рельефным радиусом формы. Если это сделать вместе с точным размещением пленки и контролем температуры/давления, можно повысить уровень печати до более чем 90 % и устранить такие проблемы, как отслаивание чернил и сморщивание пленки.
Отслаивание чернил и сморщивание пленки
Основными причинами этих проблем являются неправильная кривизна и слишком высокая температура. Очень важно поддерживать соотношение радиуса кривизны формы к диаметру в диапазоне от 1,5:1 до 10:1, использовать установочные штифты, а также вакуумную адсорбцию для фиксации пленки и минимизировать температуру и давление, чтобы чернила не разлагались.
Несовпадение позиционирования и перфорация
Точность позиционирования должна контролироваться в пределах 0,05 мм. Внедрение технологии штамповки в форме необходимо для того, чтобы штамповку и покрытие можно было выполнять одновременно за один этап, что практически исключает ошибки из-за второстепенных операций.
Поддержание оптической прозрачности
Использование материалов с высоким светопропусканием, регулировка параметров процесса впрыска таким образом, чтобы не создавать следов растекания, а также нанесение твердого покрытия на поверхность пленки - все это способствует повышению устойчивости продукта к царапинам и стабильному внешнему виду.
<блок-цитата>
Отправьте свои требования к внешнему виду и функциональности, и JS Precision предоставит вам универсальное решение для формования вставок из декорированной пленки для получения точных цен.
Каков наиболее экономичный способ устранения неполадок при формовании?
Самый экономичный метод устранения неполадок при формовании — полагаться на методы, основанные на данных. Интеграция оптимизации процесса планирования экспериментов (DOE) с микроремонтом пресс-формы может снизить стоимость пробного формования более чем на 30 %, тем самым избегая ненужных настроек машины вслепую.
Корректировка на основе данных: от пробного формования до массового производства
DOE формирует основу оптимизации процессов. Благодаря проведению ортогональных экспериментов определяются идеальные условия, измеряется влияние переменных и стандартизируются карты параметров, чтобы гарантировать стабильное массовое производство.
Микроремонт пресс-формы или серьезная корректировка процесса
Сначала выполняется корректировка аномальных параметров процесса, а затем микроремонт дефектов конструкции пресс-формы. Это делается на основе концепции «сначала легко, потом сложно». Отдание почетного места машинам приводит к снижению общих затрат.
Успешный пример JS Precision: производительность литья при инкапсуляции печатной платы в автомобильной электронной промышленности увеличена до 98 %
Вызов клиента
У мирового поставщика автомобильной продукции первого уровня возникли серьезные проблемы, связанные с несоосностью золотой проволоки и смещением вставок во время формования печатных плат для модулей управления автомобильными дверными замками. Первоначальный выход продукции составил всего 57 %, что привело к ежемесячным убыткам в размере более 45 000 долларов США из-за бракованных материалов.
В то же время уровень герметичности продукта IP67 был ниже 80 %, что явно не соответствует требованиям поставки OEM.
Прецизионные решения JS
Техническая команда JS Precision приступила к решению проблем клиента с полного устранения неполадок в формовании. Они предложили решения в четырех областях:
1. Оптимизация дизайна:
Мы полностью перепроектировали опорную структуру встроенного компонента, интегрировав точки механической блокировки в подложку, чтобы не только повысить его ударную вязкость, но и препятствовать перемещению встроенного компонента.
2. Инновации в процессах:
Мы внедрили технологию низкотемпературного формования, уделив особое внимание точному контролю давления впрыска на уровне 35 бар и одновременному регулированию температуры формы так, чтобы расплав достигал печатной платы при температуре всего 128 C. Таким образом, золотые провода и паяные соединения остаются неповрежденными и защищенными.
3. Проверка текучести пресс-формы:
Благодаря анализу фронта течения расплава с помощью Moldex-3D мы смогли определить оптимальное положение литника, позволяющее расплаву обтекать чувствительную зону золотой проволоки, избегая, таким образом, воздействия поперечной силы.
4. Оптимизация параметров Министерства энергетики:
Мы провели 16 ортогональных экспериментов с целью найти лучшую кривую давления выдержки и время охлаждения. Это привело к решению таких проблем, как плохая герметизация продукта и вмятины на поверхности.
Количественные результаты
✅Увеличенный выход: Доходность печатных плат модуля управления автомобильными дверными замками при переформовании выросла с 57 % до 98,3 %, что снизило уровень дефектов более чем на 70 %.
✅ Сокращение времени цикла: Продолжительность производственного цикла была сокращена на 22 %, с 45 секунд на штуку до 35 секунд на штуку, что позволило повысить эффективность производства.
✅ Экономия затрат: Годовые затраты на лом сократились на 380 000 долларов США, в то время как сокращение отходов материалов для пробного формования оценивается более чем в 50 000 долларов США.
✅Повышенная надежность: продукты выдержали 1000 часов испытаний на циклическое изменение температуры (-40~125), подтверждая 100 % соответствие герметичности IP67.
Этот проект не только позволил заказчику обеспечить стабильное и надежное массовое производство автомобильных электронных модулей, но и продемонстрировал техническую мощь заказчика JS Precision в области печатных плат.
<блок-цитата>
Хотите добиться аналогичного прорыва в производительности и затратах при производстве формования? Свяжитесь с командой инженеров JS Precision прямо сейчас для индивидуального технического общения и индивидуальных решений.
Рис. 4. Подробная компоновка синей печатной платы (PCB) с компонентами, обозначенными для таких функций, как передача данных и антенна, предназначенная для герметизации методом заливки.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Что делать, если адгезия формования слабая?
Во-первых, проверьте совместимость подложки и материала покрытия, замените совместимую комбинацию, очистите поверхность подложки от загрязнений и увеличьте температуру формы, чтобы обеспечить образование химических связей.
Вопрос 2: Как предотвратить повреждение компонентов во время нанесения покрытия на печатную плату?
Сначала выберите литье под низким давлением (давление < 40 бар) и используйте низкотемпературные полиамидные материалы (температура плавления 180–220°С), поскольку высокие температура и давление могут привести к повреждению высокоточных компонентов.
Q3: Как решить проблему с короткими кадрами (недостаточное заполнение)?
Вы можете увеличить скорость давления впрыска, а также температуру плавления и формы для улучшения текучести. Кроме того, оптимизация системы вентиляции формы для выхода воздуха из полости формы поможет устранить недостаточное заполнение.
Вопрос 4: Может ли формовка достичь водонепроницаемости IP68?
Чтобы сделать изделие водонепроницаемым со степенью защиты IP68, необходимо использовать комбинацию материала подложки и покрытия, которая химически связывается друг с другом и обладает очень хорошей стабильностью. Затем конструкцию следует герметично загерметизировать. Наконец, наличие каких-либо утечек после формования будет проверено вакуумно-пузырьковым методом.
В5: Какова минимальная толщина слоя покрытия?
Что касается мягких наложений, ваша цель должна составлять толщину не менее 1,6 мм. Тонкие слои остывают очень быстро, однако они плохо сцепляются с подложкой и могут треснуть или потерять материал.
Вопрос 6: Как предотвратить смещение вставок во время наложения?
Просто создайте прочную конструкцию формы, которая будет полностью поддерживать вставки, разместите заслонку так, чтобы расплавленная смола не попадала непосредственно на вставки, и рассмотрите анализ текучести формы, который поможет вам понять и предотвратить смещение.
Вопрос 7: Что лучше: формовка или заливка?
Накладное формование отлично подходит для массового производства, оно очень эффективно, способно создавать сложные конструкции, а также снимать напряжения. Герметизация, с другой стороны, хорошо герметизируется и подходит для небольших партий, глубокой воды и высокого давления.
Вопрос 8: Какова степень усадки при литье под низким давлением?
Литье под низким давлением часто предполагает использование полиамидного термоплавкого клея. После 24 часов формования степень усадки составляет около 1,5–2,0%, усадка стабильна, и, таким образом, точность размеров продукта хорошо контролируется.
Сводка
Устранение неполадок при формовании — это не просто корректировка отдельного процесса, это систематический инженерный проект, охватывающий проектирование формования, выбор материала, контроль процесса и функциональное тестирование.
Почему стоит выбрать JS Precision?
🏭 Более 15 лет опыта в области формования, работая с клиентами из автомобильной, медицинской и бытовой электроники по всему миру.
🔬 Обладать лабораторией анализа текучести пресс-форм + Возможности оптимизации процессов Министерства энергетики.
🌱 Используйте экологически чистые технологии производства, такие как низкотемпературное литье под давлением и материалы на биологической основе.
Действуйте прямо сейчас: отправьте нам свои чертежи, чтобы получить бесплатный отчет о технико-экономическом обосновании формования. Позвольте нам помочь вам превратить уровень доходности из «плохого» в «отличный».
Содержимое этой страницы предназначено только для информационных целей.JS Precision Services, мы не даем никаких заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные характеристики, качество и тип материала или качество изготовления через JS Precision Network. Ответственность за это лежит на покупателе. Требовать расценки на детали. Определите конкретные требования для этих разделов. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупномасштабная индивидуализация, мы можем удовлетворить ваши потребности с самой быстрой доставкой в течение 24 часов. Выбирайте JS Precision, это означает эффективность выбора, качество и профессионализм. Чтобы узнать больше, посетите наш сайт: www.cncprotolabs.com
Эксперт по быстрому прототипированию и быстрому производству.
Специализируемся на обработке на станках с ЧПУ, 3D-печати, литье из полиуретана, быстром изготовлении оснастки, литье под давлением, литье металлов, обработке листового металла и экструзии.
Русский 
