Передовые технологии производства и контроля качества токопроводящей пены
Производство токопроводящей пены: от сырья до надежной защиты от электромагнитных помех
Высокоэффективная токопроводящая пена является основным компонентом защиты от электромагнитных помех и заземления в бытовой и автомобильной электронике, коммуникационных модулях и аэрокосмических системах. Достижение стабильных электрических характеристик в компактных узлах требует точного проектирования материалов и строго контролируемого производственного процесса.
В этом руководстве описывается весь производственный процесс, освещаются технические возможности Konlida, а также представлено структурированное представление об управлении технологическим процессом, передовых инновациях и практических применениях. Подробнее о соответствующих технологиях компонентов см. в разделе «Прокладки для поверхностного монтажа — компактная, но мощная защита от электромагнитных помех для электронных устройств» .
Полный производственный процесс: четыре этапа от материалов до функциональных компонентов
1. Выбор и подготовка сырья
Проводящая ткань
Подложки из полиэфирного волокна покрываются металлом методом гальванического или химического осаждения (слои на основе Ni, Cu, Ag, Au или углерода). Поверхностное сопротивление контролируется на уровне ≤0,05 Ом/кв. для обеспечения постоянного ослабления электромагнитных помех.
Проводящая ПИ-пленка
Полиимидные плёнки покрываются слоем меди, никеля или олова толщиной 25 ± 1 мкм в вакууме. Эти плёнки обладают высокой термостойкостью до 300 °C и отличной паяемостью, что позволяет широко использовать их в прецизионных прокладках для защиты от электромагнитных помех, например, в книге «Экранирование электромагнитных помех на печатных платах: от точечной защиты до изоляции на системном уровне» .
Материалы для пенопластового сердечника
• Силиконовая пена: радиационно-сшитая и расширенная при высокой температуре для формирования однородных структур с открытыми или закрытыми ячейками (15–200 кг/м³), выдерживающая различные профили силы сжатия.
• Модифицированный вспененный полиэтилен: используется для 3D-проводящей пены, обрабатывается путем экструзии и последующего металлического покрытия.
2. Прецизионные процессы упаковки и формовки
| Тип процесса | Основная технология | Приложение | Контрольные показатели |
|---|---|---|---|
| Экструзионная силиконовая упаковка | Непрерывная экструзия силикона для обмотки проводящей полиимидной пленки | Прокладка SMT для высоконадежного заземления с защитой от электромагнитных помех | Допуск размеров ±0,1 мм |
| Упаковка из пены с открытыми ячейками | Предварительно сформированная пена, обернутая проводящей тканью, термосжатая | Носимые устройства низкого давления | Отклонение компрессии ≤15% |
| Формование полой D-образной формы | Проводящая ткань, непосредственно сформированная в полую трубчатую форму | Легкая пена AIR LOOP | Снижение веса на 50%, снижение силы на 70% |
Эти обернутые структуры обеспечивают контролируемое сжатие, стабильное сопротивление и высокую прочность при циклических изменениях температуры.
3. Высечка и автоматизированная сборка
Полоски токопроводящей пены высекаются с помощью ротационного или плоского пресса с минимальными размерами до 1,2 × 1,2 мм.
Konlida обеспечивает упаковку с рулона на рулон для автоматизированной сборки, устраняя ручную укладку и поддерживая рабочие процессы массового производства, характерные для смартфонов, носимых устройств и модулей большого объема.
Интеграция проводящей пены SMT
Устройства SMT из проводящей пены монтируются посредством стандартной пайки оплавлением при максимальной температуре 260 °C, что полностью совместимо с бессвинцовыми процессами.
Более подробное понимание механизмов коррозии при длительной эксплуатации поверхностного монтажа см. в статье Скрытая коррозия проводящей силиконовой резины: как микромасштабная электрохимия подрывает надежность защиты от электромагнитных помех .
4. Проверка надежности и качества
Электрические характеристики
• Поверхностное сопротивление ≤0,05 Ом/кв.
• Эффективность экранирования 60–90 дБ в широкополосном диапазоне частот
Экологическая надежность
• Соляной туман: 48 ч без коррозии
• Термоциклирование: от −40°C до 125°C
• Старение под воздействием влажного тепла: 85°C/85% относительной влажности в течение 1000 часов
Инновации в основных процессах Konlida
1. Технология градиентного металлического покрытия
Многослойная структура Cu/Ni/Sn образует прочный проводящий интерфейс с улучшенной адгезией, снижая контактное сопротивление на 30% и повышая экранирование электромагнитных помех на уровне ГГц до >80 дБ.
2. Полностью интегрированное производство
Компания Konlida производит как проводящие полиимидные пленки, так и сердечники из силиконовой пены на собственных предприятиях, что позволяет осуществлять сквозной контроль — от сырья до готовых компонентов.
Преимущества
• Снижение затрат на 20%
• Индивидуальные образцы доставляются в течение 7 дней
3. Автоматизированное крупносерийное производство
На заводе Konlida в Сучжоу эксплуатируется 30 специализированных линий по производству токопроводящей пены с годовым объемом производства более 1 миллиарда изделий, которые обслуживают крупнейших производителей оригинального оборудования, включая Apple, Huawei, Xiaomi, а также ведущих производителей электромобилей.
Система контроля качества: надежность на каждом этапе
Компания Konlida сертифицирована по стандартам ISO 9001 и IATF 16949 и придерживается четырехэтапной системы качества:
Входной контроль материалов
• Толщина металлического покрытия с помощью рентгенофлуоресцентного анализа
• Проверка плотности пены с помощью гравиметрического испытания
Мониторинг в процессе производства
• Контроль натяжения обмотки
• Регистрация профиля оплавления в реальном времени (260°C ±5°C)
Проверка на соответствие требованиям
• 100% проверка внешнего вида с помощью машинного зрения
• Компрессия-восстановление ≥90%
• Отбор проб солевого тумана для определения коррозионной стойкости
Сотрудничество с клиентами
• Полная отчетность о возможностях CPK
• Поддержка тестирования ЭМС и оптимизации силы сжатия
Промышленные приложения и индивидуальные инженерные решения
1. Спутниковые терминалы (высокой надежности)
Требования: устойчивость к высоким температурам, вибростойкость, устойчивость к воздействию солевого тумана.
Решение: экструдированная пена для поверхностного монтажа с силиконовой оболочкой, прошедшая испытания на оплавление при температуре 260 °C и 1000 термоциклов, сохраняющая экранирование >75 дБ.
2. Складные смартфоны (легкие и ультратонкие)
Требования: Низкая сила сжатия ≤1 Н/мм², толщина <0,5 мм.
Решение: пустотелый пенопласт AIR LOOP снижает вес на 50% и обеспечивает гибкую прокладку FPC.
3. Аккумуляторные батареи электромобилей (термомагнитно-связанные среды)
Необходимо: одновременная защита от электромагнитных помех и отвод тепла.
Решение: 3D-проводящая пена с графитовым слоем обеспечивает теплопроводность по оси Z 1,5 Вт/м·К.
Дорожная карта будущих технологий
• Легирование магнитными наночастицами для улучшения поглощения и снижения высокочастотного резонанса
• Полностью автоматизированное рулонное производство запланировано на 2026 год.
• Партнерство между университетами и промышленностью в области НИОКР для создания проводящих клеев нового поколения с улучшенной прочностью интерфейса
ABOUT US