เหตุใดซิลิโคนจึงปฏิวัติการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
การยอมรับอย่างแพร่หลายของยางซิลิโคนในอิเล็กทรอนิกส์และระบบไฟฟ้า
ซิลิโคนกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างมากในโลกอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน และจากการศึกษาล่าสุดโดย Ponemon (2023) พบว่า ผู้ผลิตประมาณ 7 จากทุก 10 ราย เริ่มนำวัสดุชนิดนี้มาใช้ในผลิตภัณฑ์ของตนเพื่อจัดการกับปัญหาความร้อน สิ่งใดที่ทำให้วัสดุนี้ได้รับความนิยมอย่างมาก? เมื่อบริษัทต่างๆ เห็นว่าซิลิโคนสามารถทนต่ออุณหภูมิสุดขั้วได้ดีเพียงใด ตั้งแต่ -55 องศาเซลเซียส ไปจนถึง 300 องศา โดยไม่เสียรูปร่างหรือคุณสมบัติ ทำให้พวกเขาไม่อาจมองข้ามศักยภาพของมันได้อีกต่อไป คุณลักษณะนี้ทำให้มันมีค่าอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น นาฬิกาอัจฉริยะ ชิ้นส่วนภายในรถยนต์ไฟฟ้า และเซนเซอร์ขนาดเล็กที่เราพบเห็นได้ทั่วไปในปัจจุบัน เมื่อเทียบกับพลาสติกหรือยางทั่วไป ซิลิโคนมีความทนทานต่อความเสียหายจากแสงแดด การโจมตีของโอโซน และการซึมของน้ำได้ดีกว่ามาก นั่นคือเหตุผลที่วิศวกรชื่นชอบการใช้มันในการสร้างซีลรอบวงจรที่ละเอียดอ่อน และปกป้องชิปคอมพิวเตอร์ที่ไวต่อการเสียหาย เพื่อให้ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้แม้ในสภาวะที่ยากลำบาก
ปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนผ่านสู่ชิ้นส่วนที่ทำจากซิลิโคน
มีสามปัจจัยที่ผลักดันให้ซิลิโคนครองตลาด:
| คุณสมบัติ | ข้อได้เปรียบของซิลิโคนเมื่อเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิม | ผลกระทบต่ออุตสาหกรรม |
|---|---|---|
| ความต้านทานความร้อน | ช่วงอุณหภูมิการใช้งานกว้างกว่าพีวีซีถึง 3 เท่า | ช่วยให้ออกแบบตัวเครื่องขนาดกะทัดรัดสำหรับอุปกรณ์กำลังไฟสูง |
| ความแข็งแรงแบบดียิเลคทริก | 18-24 กิโลโวลต์/มม. (เมื่อเทียบกับยางที่ 12-15 กิโลโวลต์/มม.) | ลดความเสี่ยงของการลัดวงจรในวงจรที่มีขนาดเล็กลง |
| ความสามารถในการหล่อ | สามารถผลิตผนังบางเพียง 0.2 มม. โดยใช้กระบวนการฉีดขึ้นรูป LSR | รองรับการออกแบบรูปทรงที่ซับซ้อนสำหรับอุปกรณ์สวมใส่ |
คุณสมบัติเหล่านี้ ร่วมกับการปฏิบัติตามมาตรฐาน RoHS และ REACH ตอบสนองความต้องการทั้งในด้านความทนทานและ sustainability ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์สวมใส่ทางการแพทย์ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางชีวภาพของซิลิโคน ที่ไม่ก่อให้เกิดการระคายเคือง แม้สัมผัสกับผิวหนังต่อเนื่องมากกว่า 30 วัน
แนวโน้มตลาดที่แสดงถึงการปรับแต่งเพิ่มขึ้นและความยืดหยุ่นในการออกแบบชิ้นส่วนซิลิโคน
ตามข้อมูลจาก MarketsandMarkets ปี 2024 ตลาดซิลิโคนอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกมีแนวโน้มจะขยายตัวที่อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีประมาณ 7.8% จนถึงปี 2030 การเติบโตนี้ได้รับแรงหนุนเป็นหลักจากการเพิ่มขึ้นของคำขอเกี่ยวกับสูตรพิเศษที่เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะด้าน ผู้ผลิตในปัจจุบันไม่ได้ขายผลิตภัณฑ์มาตรฐานเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป แต่เริ่มผลิตซิลิโคนนำไฟฟ้าสำหรับการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ในอุปกรณ์ 5G รุ่นใหม่ ทำเวอร์ชันที่โปร่งใสทางแสงเพื่อใช้ในซีลปิดของชุดหูฟัง AR และ VR และพัฒนาวัสดุทนไฟที่เป็นไปตามมาตรฐาน UL 94 V-0 อันเข้มงวด ซึ่งจำเป็นสำหรับเปลือกแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า จากการสำรวจรายงานอุตสาหกรรมล่าสุด โดยเฉพาะรายงานการศึกษาแนวโน้มวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ 2024 เราพบสิ่งที่น่าสนใจ ผู้ผลิตอุปกรณ์รายเดิม (OEM) กว่า 40% มีการสอบถามเกี่ยวกับระดับความแข็งเชิงชอร์ (Shore hardness) แบบกำหนดเอง และส่วนประกอบที่ตรงกับสีแบรนด์ของพวกเขาอย่างแม่นยำ การผลักดันด้านการปรับแต่งดูเหมือนจะยังคงอยู่ในทุกภาคส่วนต่อไป
คุณสมบัติของวัสดุหลักที่ทำให้ซิลิโคนเหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ความต้านทานต่อความร้อนและสิ่งแวดล้อมของซิลิโคนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ซิลิโคนยังคงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในช่วงอุณหภูมิสุดขั้ว (-50°C ถึง 350°C) ซึ่งดีกว่าวัสดุพลาสติกและยางในแอปพลิเคชัน เช่น เซ็นเซอร์ยานยนต์ และกล่องป้องกันอุปกรณ์อุตสาหกรรม ความสามารถในการทนต่อเปลวไฟ รังสี UV โอโซน และความชื้นเป็นเวลานาน ทำให้ซิลิโคนมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานกลางแจ้งและในสภาพความร้อนสูง
ฉนวนไฟฟ้าและความแข็งแรงของค่าคงตัวแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุซิลิโคน
ด้วยความแข็งแรงของค่าคงตัวแม่เหล็กไฟฟ้าเกิน 20 kV/mm ซิลิโคนทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ช่วยป้องกันการเกิดอาร์กไฟฟ้าและวงจรลัดวงจรในระบบจ่ายไฟและอุปกรณ์ผู้บริโภค คุณสมบัตินี้ ร่วมกับความสามารถในการต้านทานการปล่อยประจุโคโรนา ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยของการใช้งานในระบบแรงดันสูง เช่น ตัวเรือนแบตเตอรี่ EV และขั้วต่ออุตสาหกรรม
ความทนทาน ความยืดหยุ่น และความต้านทานสารเคมีของยางซิลิโคน
ความยืดหยุ่นของซิลิโคน—สามารถยืดตัวได้สูงสุดถึง 600%—และความต้านทานต่อน้ำมัน กรด และตัวทำละลาย ช่วยให้สามารถปิดผนึกซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา
| คุณสมบัติ | ซิลิโคน | ยางธรรมชาติ |
|---|---|---|
| ความอดทนต่ออุณหภูมิ | -50°C–350°C | -30°C–100°C |
| ความทนทานต่อสารเคมี | แรงสูง | ปานกลาง |
| ชุดการบีบอัด | <10% | 20–50% |
ข้อได้เปรียบเหล่านี้ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาระดับอุปกรณ์การผลิตทางเคมีและอุปกรณ์การแพทย์ที่สวมใส่ได้
ความสามารถในการขึ้นรูปและการออกแบบที่ยืดหยุ่นของอีลาสโตเมอร์ซิลิโคน
ยางซิลิโคนเหลว (LSR) สามารถไหลเข้าไปในโพรงขนาดไมโคร ทำให้สามารถขึ้นรูปชิ้นงานได้อย่างแม่นยำ แม้กระทั่งชิ้นส่วนที่บางเพียง 0.2 มม. สำหรับอินเทอร์เฟซแบบสัมผัสและซีลไมโคร ความยืดหยุ่นในการออกแบบนี้สนับสนุนผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กะทัดรัดและเบาโดยไม่ลดทอนความทนทาน
การประยุกต์ใช้งานจริง: ซิลิโคนในงานหุ้มฉนวน การปิดผนึก และการให้แสงสว่าง
การหุ้มฉนวนด้วยซิลิโคนสำหรับฮาร์ดแวร์/ชิ้นส่วนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ช่วงความเสถียรทางความร้อนของซิลิโคนตั้งแต่ลบ 60 องศาเซลเซียส ไปจนถึง 230 องศาเซลเซียส พร้อมความสามารถในการต้านทานสารเคมี ทำให้มันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปกป้องอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์อุตสาหกรรม หน่วยควบคุมในรถยนต์ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในเครื่องบิน เมื่อพูดถึงการหุ้มด้วยซิลิโคน สิ่งที่เกิดขึ้นคือมันจะสร้างเกราะยืดหยุ่นที่ช่วยกันความชื้น ทนต่อเชื้อเพลิง และลดแรงสั่นสะเทือน ชิ้นส่วนที่ได้รับการป้องกันในลักษณะนี้มักจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เมื่อเทียบกับพลาสติกแข็งทั่วไป ยกตัวอย่างเช่น แท่นผลิตพลังงานนอกชายฝั่ง น้ำเค็มสามารถก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป แต่ซิลิโคนสามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าทางเลือกอื่นๆ ส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบัน นั่นคือเหตุผลที่วิศวกรจำนวนมากกำหนดให้ใช้วัสดุซิลิโคนในงานที่มีความยากลำบากเหล่านี้ โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ความน่าเชื่อถือมีความสำคัญที่สุด
การปิดผนึกและซีลด้วยซิลิโคนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
ซีลิโคนกาวได้กลายเป็นมาตรฐานทั่วไปในสมาร์ทโฟน อุปกรณ์สวมใส่ และเครื่องใช้ในบ้าน เนื่องจากมีคุณสมบัติยึดติดได้ดี ขณะเดียวกันก็ยังคงความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะรองรับการเคลื่อนไหว ผลการทดสอบล่าสุดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของซีลเหล่านี้ แสดงให้เห็นว่า จอยซีลซิลิโคนสามารถรักษาสภาพแน่นสนิทได้แม้จะผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมาหลายพันครั้งระหว่างลบ 40 องศาเซลเซียส ถึง 150 องศาเซลเซียส ประโยชน์หลักที่แท้จริงคือ ทำให้อุปกรณ์มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น เนื่องจากปัญหาที่เกิดจากความชื้นเข้าไปภายในลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง นอกจากนี้ ผู้ผลิตยังชื่นชอบเวอร์ชันที่โปร่งใสซึ่งมีจำหน่ายในปัจจุบัน เพราะสามารถติดตั้งเข้ากับเคสแก้วหรือโพลีคาร์บอเนตได้อย่างพอดี โดยไม่กระทบต่อความต้านทานต่อความเสียหายจากรังสีแสงแดดในระยะยาว
การใช้ยางซิลิโคนเหลว (LSR) ในแอปพลิเคชันไฟ LED และการให้แสงสว่าง
ความชัดใสทางแสงและการทนต่อความร้อนของ LSR ได้สูงถึงประมาณ 200 องศาเซลเซียส ทำให้วัสดุนี้ได้รับความนิยมอย่างมากในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ไฟถนน LED และไฟหน้ารถยนต์ในปัจจุบัน เมื่อผู้ผลิตเลือกใช้วิธีการหุ้มด้วย LSR ก็พบผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ โดยส่วนใหญ่รายงานว่าสามารถคงประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงไว้ได้ประมาณ 92% แม้หลังจากที่ชิ้นส่วนเหล่านั้นทำงานต่อเนื่องมาแล้วประมาณ 10,000 ชั่วโมง อีกข้อดีสำคัญคือ LSR สามารถขึ้นรูปเป็นรูปร่างซับซ้อนได้ง่าย ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างอาร์เรย์ไมโครเลนส์ที่เพิ่มประสิทธิภาพการกระจายแสงได้ประมาณ 35% ในอุปกรณ์ขนาดเล็ก นอกจากนี้ ยังไม่มีปัญหาการเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อเวลาผ่านไป แม้จะต้องสัมผัสกับรังสี UV อย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นสิ่งที่วัสดุทั่วไปไม่สามารถทนทานได้
ซิลิโคนในเทคโนโลยีสมาร์ทและอุปกรณ์สวมใส่: ความสะดวกสบายที่ผสมผสานกับประสิทธิภาพ
การรวมกันของความยืดหยุ่น ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และความทนทานของซิลิโคน ทำให้วัสดุนี้กลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในเทคโนโลยีอัจฉริยะและเทคโนโลยีสวมใสุ่รุ่นถัดไป เมื่ออุปกรณ์พัฒนาขึ้นเพื่อผสานรวมอย่างไร้รอยต่อกับวิถีชีวิตของผู้ใช้งาน คุณสมบัติของซิลิโคนในฐานะวัสดุจึงช่วยให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่เน้นทั้งประสิทธิภาพและการใช้งานอย่างสะดวกสบาย
อุปกรณ์อัจฉริยะที่ใช้ประโยชน์จากความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความยืดหยุ่นของซิลิโคน
เทคโนโลยีสุขภาพที่สวมใส่ได้พึ่งพาซิลิโคนเกรดทางการแพทย์เป็นอย่างมาก เพราะไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองผิวหนังและทำงานร่วมกับร่างกายเราได้ดี การศึกษาล่าสุดในปี 2024 แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ที่ผลิตจากซิลิโคนก่อให้เกิดอาการแดงน้อยกว่าอุปกรณ์ที่ทำจากพลาสติกประมาณ 60% สำหรับผู้ที่จำเป็นต้องสวมอุปกรณ์ เช่น เครื่องตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือด หรือแผ่นติดติดตามอัตราการเต้นของหัวใจตลอดทั้งวัน สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถติดอยู่บนร่างกายได้นานหลายชั่วโมงโดยไม่ก่อให้เกิดปัญหา นอกจากนี้ คุณสมบัติของซิลิโคนที่สามารถโค้งงอและเคลื่อนไหวได้ดี ทำให้เหมาะสำหรับเครื่องติดตามการออกกำลังกายที่ต้องเผชิญกับแรงสะเทือนระหว่างการออกกำลังกาย รวมถึงชิ้นส่วนภายในชุดอุปกรณ์เสมือนจริง (VR) ที่ต้องเน้นความสบายแต่มีพื้นที่จำกัด
เซนเซอร์และอุปกรณ์สวมใส่ที่ใช้ซิลิโคนขึ้นรูปเพื่อความสบายและความทนทาน
ที่อยู่อาศัยจากซิลิโคนที่ผลิตด้วยการขึ้นรูปแบบความแม่นยำสูง ช่วยปกป้องเซ็นเซอร์ชีวภาพอันละเอียดอ่อนจากการเหงื่อ ฝุ่นสะสม และแรงกระแทกต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามผลการทดสอบทางคลินิกหลายครั้ง ผู้ที่สวมใส่อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีขอบซิลิโคนนุ่มนี้ รายงานว่ารู้สึกสบายกว่าการใช้อุปกรณ์ชนิดแข็งอย่างมาก บางงานวิจัยแสดงให้เห็นว่าคะแนนความสบายเพิ่มขึ้นประมาณ 70-75% ในบางกรณี นอกจากนี้ยังมีประโยชน์อีกประการหนึ่ง คือ คุณสมบัติของซิลิโคนที่ดูดซับการสั่นสะเทือน ทำให้อุปกรณ์ติดตามการเคลื่อนไหวทำงานได้ดีขึ้น เมื่อนักกีฬาสวมใส่ระหว่างการฝึกซ้อมอย่างเข้มข้น อัตราความผิดพลาดจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ คือต่ำกว่าอุปกรณ์ที่ไม่ใช่ซิลิโคนประมาณ 30-35%
นวัตกรรมในการขึ้นรูปชิ้นส่วนผนังบางสำหรับการออกแบบอุปกรณ์สวมใส่ที่มีน้ำหนักเบา
การปรับปรุงล่าสุดในกระบวนการที่เราใช้กับยางซิลิโคนเหลว (LSR) ทำให้สามารถสร้างชั้นที่บางเพียง 0.2 มม. แต่ยังคงทนต่อการฉีกขาดได้ ซึ่งเป็นข่าวดีสำหรับการผลิตอุปกรณ์สวมใส่ที่ไม่รู้สึกหนาหรือเกะกะบนร่างกาย ผนังที่บางลงนี้หมายความว่าสายนาฬิกาอัจฉริยะสามารถลดน้ำหนักได้จริงถึง 44% โดยไม่เสียความแข็งแรง เนื่องจากยังคงทนต่อแรงดึงได้มากกว่า 8 เมกพาสกาล สิ่งที่น่าสนใจยิ่งไปกว่านั้นคือสิ่งที่ผู้ผลิตสามารถทำได้ด้วยวัสดุเหล่านี้ในตอนนี้ พวกเขากำลังเพิ่มรูเล็กๆ กระจายอยู่ทั่วพื้นผิว เพื่อให้เหงื่อสามารถระเหยออกได้ขณะออกกำลังกาย และออกแบบทางเดินพิเศษภายในบริเวณที่เซ็นเซอร์วัดอัตราการเต้นของหัวใจสัมผัสกับผิวหนัง ผลลัพธ์ที่ได้คือ อุปกรณ์ที่มีรูปลักษณ์ทันสมัยและเรียบหรู แต่ยังคงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อสวมใส่ตลอดทั้งวัน
กลยุทธ์การออกแบบและการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ซิลิโคนคุณภาพสูง
ข้อพิจารณาในการออกแบบชิ้นส่วนซิลิโคนสำหรับอิเล็กทรอนิกส์สมรรถนะสูง
การออกแบบผลิตภัณฑ์ซิลิโคนที่ดีเริ่มจากการเข้าใจว่าความร้อนเคลื่อนผ่านวัสดุอย่างไร และต้องการคุณสมบัติด้านไฟฟ้าแบบใด เมื่อวิศวกรยึดซิลิโคนกับวัสดุแข็งๆ เช่น แผงวงจรไฟฟ้า จะต้องระวังความแตกต่างในการขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน ความไม่สอดคล้องกันของอัตราการขยายตัวนี้เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เสียหาย โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่ถูกปิดผนึกด้วยซิลิโคนและต้องเผชิญกับรอบการให้ความร้อนและระบายความร้อนซ้ำๆ สำหรับผนังบางที่มีความหนาน้อยกว่าครึ่งมิลลิเมตร การทดสอบเกรดวัสดุต่างๆ ก่อนการผลิตจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง มิฉะนั้นจะมีความเสี่ยงสูงที่ชิ้นส่วนจะฉีกขาดเมื่อออกจากแม่พิมพ์ นอกจากนี้อย่าลืมว่าการออกแบบที่บางเช่นนี้ยังคงต้องผ่านมาตรฐานกันน้ำ IP67 ที่เข้มงวดด้วย
การเปรียบเทียบเทคนิคการฉีด แรงอัด และการขึ้นรูปทับด้วยซิลิโคน
| กระบวนการ | เวลาจริง | ความแม่นยำ | การใช้งานที่เหมาะสมที่สุด | ประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่าย |
|---|---|---|---|---|
| การฉีดขึ้นรูป | 30-60s | ±0.05มม. | ขั้วต่อและซีลสำหรับปริมาณมาก | เหมาะที่สุดสำหรับปริมาณมากกว่า 10,000 ชิ้น |
| การบีบอัด | 2-5 นาที | ±0.2มม. | ก๊าสเก็ตป้องกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ | ปริมาณต่ำถึงปานกลาง |
| การฉีดขึ้นรูปซ้อน | 45-90 วินาที | ± 0.03 มม | ตัวเรือนเซนเซอร์ที่รวมเข้ากับแผงวงจร | ต้นแบบไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก |
ความก้าวหน้าล่าสุดในการกลึงซิลิโคนความแม่นยำสูง ทำให้การขึ้นรูปด้วยการฉีดสามารถบรรลุค่าความคลาดเคลื่อนต่ำกว่า 50 ไมครอน ซึ่งเดิมทีเป็นข้อดีเฉพาะของการขึ้นรูปแบบโอเวอร์โมลด์เท่านั้น
การปรับแต่งอุปกรณ์และพารามิเตอร์กระบวนการสำหรับเรขาคณิตซิลิโคนที่ซับซ้อน
การใช้แม่พิมพ์หลายช่องที่ติดตั้งระบบระบายความร้อนแบบคอนฟอร์มอล สามารถลดระยะเวลาไซเคิลได้ตั้งแต่ 18 ถึง 22 เปอร์เซ็นต์ เมื่อทำงานกับยางซิลิโคนเหลว ผลการศึกษาล่าสุดในปี 2023 ระบุว่า การควบคุมความเร็วการฉีดไว้ระหว่าง 0.5 เมตรต่อวินาที ถึงมากกว่า 1 เมตรต่อวินาที จะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาการไหลที่เกิดขึ้นบ่อยในชิ้นส่วนช่องไมโครฟลูอิดิกส์ สำหรับชิ้นส่วนอุปกรณ์สวมใส่ที่ต้องการค่าความแข็งชอร์ อะ (Shore A) ระหว่าง 40 ถึง 80 การอบต่อหลัง (post curing) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ผู้ผลิตส่วนใหญ่พบว่า การให้ความร้อนกับชิ้นงานที่อุณหภูมิระหว่าง 150 ถึง 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลาประมาณ 4 ถึง 6 ชั่วโมง ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากในการได้คุณสมบัติความแข็งที่คงที่และสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน
การถ่วงดุลต้นทุน ความสามารถในการขยายผล และความแม่นยำในการผลิต LSR
การขึ้นรูปแบบโอเวอร์โมลด์ให้ความแม่นยำทางมิติประมาณ 0.8% สำหรับเซ็นเซอร์เกรดการแพทย์เหล่านี้ แต่พูดตามตรงเกี่ยวกับราคาแล้ว ต้นทุนแม่พิมพ์จะเพิ่มขึ้นระหว่าง 60 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์ฉีดทั่วไป บริษัทที่ชาญฉลาดเริ่มผสมผสานวิธีการผลิตเข้าด้วยกัน โดยใช้การขึ้นรูปแบบอัดสำหรับชั้นฐาน ก่อนจะใช้เครื่องมือฉีดขึ้นรูปที่ออกแบบอย่างแม่นยำในจุดที่ต้องการซีลที่สำคัญจริงๆ ซึ่งเหตุผลก็สมเหตุสมผล การใช้วิธีผสมผสานนี้ช่วยลดต้นทุนของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นลงได้ประมาณ 34% เมื่อผลิตเซ็นเซอร์สำหรับรถยนต์ พร้อมทั้งรักษาระดับความล้มเหลวในการทดสอบการรั่วไหลให้ต่ำกว่า 0.03% ถือว่าไม่เลวเลยเมื่อพิจารณาจากสิ่งที่เรากำลังพูดถึงอยู่
คำถามที่พบบ่อย
อะไรทำให้ซิลิโคนเป็นที่นิยมในงานออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
ซิลิโคนได้รับความนิยมในงานออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากมีคุณสมบัติทนต่อความร้อนได้ดีเยี่ยม ฉนวนไฟฟ้า ความทนทาน ความยืดหยุ่น และความสามารถในการขึ้นรูปได้ดี เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั่วไปอย่างพีวีซีและยาง ซิลิโคนสามารถทนต่ออุณหภูมิสุดขั้วและให้การป้องกันจากปัจจัยสภาพแวดล้อม ทำให้เหมาะสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่
ซิลิโคนช่วยอะไรต่อเทคโนโลยีสวมใส่?
ในเทคโนโลยีสวมใส่ ซิลิโคนมีคุณสมบัติเข้ากันได้ดีกับร่างกาย มิตรต่อผิวหนัง และมีความยืดหยุ่น ช่วยให้สวมใส่สบายแม้ใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน นอกจากนี้ยังช่วยดูดซับการสั่นสะเทือน ลดอัตราความผิดพลาดของอุปกรณ์ติดตามการเคลื่อนไหว และเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องติดตามสุขภาพและชุดอุปกรณ์เสมือนจริง (VR)
การใช้งานหลักของซิลิโคนในแอปพลิเคชันอิเล็กทรอนิกส์คืออะไร?
ซิลิโคนถูกใช้ในการหุ้มชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ การปิดผนึกและซีลในอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และใช้เป็นยางซิลิโคนเหลว (LSR) ในแอปพลิเคชันของไฟ LED และระบบแสงสว่าง เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านทานความร้อนและสารเคมี ความยืดหยุ่น และความโปร่งใสของแสง
เทคนิคการผลิตหลักสำหรับชิ้นส่วนซิลิโคนมีอะไรบ้าง
เทคนิคการผลิตหลักสำหรับชิ้นส่วนซิลิโคน ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยการฉีด การขึ้นรูปแบบอัด และการขึ้นรูปทับ (overmolding) เทคนิคแต่ละแบบมีระยะเวลาไซเคิล ความแม่นยำ และประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่แตกต่างกัน ซึ่งเหมาะกับการใช้งานหลากหลายประเภท ตั้งแต่ขั้วต่อที่ผลิตจำนวนมากไปจนถึงที่อยู่อาศัยของเซ็นเซอร์ต้นแบบ
สารบัญ
- เหตุใดซิลิโคนจึงปฏิวัติการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
- คุณสมบัติของวัสดุหลักที่ทำให้ซิลิโคนเหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- การประยุกต์ใช้งานจริง: ซิลิโคนในงานหุ้มฉนวน การปิดผนึก และการให้แสงสว่าง
- ซิลิโคนในเทคโนโลยีสมาร์ทและอุปกรณ์สวมใส่: ความสะดวกสบายที่ผสมผสานกับประสิทธิภาพ
- กลยุทธ์การออกแบบและการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ซิลิโคนคุณภาพสูง
- ข้อพิจารณาในการออกแบบชิ้นส่วนซิลิโคนสำหรับอิเล็กทรอนิกส์สมรรถนะสูง
- การเปรียบเทียบเทคนิคการฉีด แรงอัด และการขึ้นรูปทับด้วยซิลิโคน
- การปรับแต่งอุปกรณ์และพารามิเตอร์กระบวนการสำหรับเรขาคณิตซิลิโคนที่ซับซ้อน
- การถ่วงดุลต้นทุน ความสามารถในการขยายผล และความแม่นยำในการผลิต LSR
- คำถามที่พบบ่อย