صنعت جهانی نیمه هادی ها و قطعات الکترونیکی به مواد بسته بندی تخصصی وابسته است که از دستگاه های حساس در حین حمل و نقل و ذخیره سازی محافظت می کند. اکستروژن ورق بسته بندی الکترونیکی به عنوان فرآیند تولید اولیه برای تولید ورق های PET ضد الکتریسیته ساکن مورد استفاده در سینی قطعات، نوارهای حامل و محفظه های محافظ ظاهر شده است. همانطور که کوچک سازی قطعات تسریع می شود و هزینه های آسیب ESD افزایش می یابد، تولید کنندگان در سطح وسیع تر برنامه های کاربردی اکستروژن ورق چشم انداز در حال سرمایه گذاری در خطوط اکستروژن هستند که قادر به برآورده کردن مقاومت سطحی دقیق و مشخصات تمیزی هستند.
این راهنما به بررسی علم مواد، پارامترهای تولید و اقدامات کنترل کیفیت میپردازد که تولید موفق ورق PET ضد استاتیک را برای بستهبندی الکترونیکی تعریف میکنند.
چرا PET آنتی استاتیک بر اکستروژن ورق بسته بندی الکترونیکی غالب است؟
پلی اتیلن ترفتالات (PET) به ماده انتخابی برای اکستروژن ورق بسته بندی الکترونیک تبدیل شده است. به دلیل ترکیب استثنایی از استحکام مکانیکی، پایداری حرارتی و شفافیت نوری برخلاف پلی اتیلن یا پلی پروپیلن جایگزین، ورق های PET پایداری ابعادی را در نوسانات دمایی که در طول حمل و نقل جهانی با آن مواجه می شوند، حفظ می کنند و از تاب برداشتن سینی که می تواند به قاب های سربی ظریف و آرایه های شبکه توپ آسیب برساند، جلوگیری می کند.
عملکرد ضد الکتریسیته ساکن در ورق های بسته بندی PET از طریق افزودنی دائمی به جای پوشش های موضعی حاصل می شود. عوامل آنتی استاتیک مهاجر محافظت موقتی را ارائه می دهند، اما به مرور زمان با کاهش لایه شیمیایی، کارایی خود را از دست می دهند. افزودنی های دائمی ضد الکتریسیته ساکن - معمولاً ترکیبات کوپلیمری مبتنی بر پلی اتر - یک شبکه رسانای بادوام در سراسر ماتریس پلیمری ایجاد می کنند و از پایداری مقاومت سطح در طول عمر محصول اطمینان می دهند.
محدوده مقاومت هدف برای بسته بندی های الکترونیکی بین 10^6 و 10^9 اهم بر مربع است که به جای رسانایی به عنوان اتلاف کننده طبقه بندی می شود. این محدوده از رویدادهای تخلیه سریع جلوگیری می کند که می تواند نیمه هادی های حساس را از بین ببرد و در عین حال امکان اتلاف کنترل شده بار انباشته را فراهم کند. دستیابی به این پنجره باریک به طور مداوم در عرض های گسترده ورق، یک چالش اکستروژن قابل توجه است، زیرا توزیع افزودنی باید در سرتاسر مذاب یکنواخت باقی بماند.
سازندگانی که به دنبال بینش فنی عمیقتر در مورد روشهای کنترل مقاومت هستند، میتوانند پوشش را در آن بررسی کنند اکستروژن ورق پلاستیک ESD برای سینی های قطعات الکترونیکی، که جزئیات تکنیک های پراکندگی کربن سیاه و تشکیل شبکه رسانا را نشان می دهد.
اتاق تمیز و کنترل آلودگی در تولید ورق PET
اکستروژن ورق بسته بندی الکترونیکی استانداردهای کنترل آلودگی را بسیار فراتر از استانداردهای بسته بندی همه منظوره می طلبد. آلودگی ذرات روی ورقهای بستهبندی میتواند به محیطهای اتاق تمیز که در آن ویفرها و قالبهای برهنه جابجا میشوند، منتقل شود و باعث تلفات محصول شود که بسیار بیشتر از هزینه خود مواد بستهبندی است.
شرایط اتاق تمیز ISO کلاس 7 یا کلاس 8 معمولاً برای تاسیسات اکستروژن ورق که به زنجیره تامین نیمه هادی ها خدمت می کنند مشخص می شود. اقدامات کلیدی کنترل آلودگی عبارتند از:
سیستم های جابجایی رزین اختصاصی با خطوط انتقال مهر و موم شده برای جلوگیری از ورود ذرات معلق در هوا
فیلتراسیون مذاب با بسته های صفحه ریز مش (معمولا مش 80-120) برای جذب ژل ها و آگلومره های افزودنی پراکنده نشده
سطوح تماس فولاد ضد زنگ در سراسر قطار اکستروژن برای جلوگیری از آلودگی ناشی از خوردگی
ایستگاه های برخاست و پیچ در محیط کنترل شده با تامین هوای فیلتر شده HEPA
عملکرد خروج گاز یکی دیگر از مشخصات حیاتی است. قطعات الکترونیکی بسته بندی شده در ورق های PET ممکن است برای مدت طولانی مهر و موم باقی بمانند و ترکیبات فرار آزاد شده توسط مواد ورق می توانند باعث خوردگی سرنخ های فلزی یا رسوب لایه های عایق بر روی سطوح تماس شوند. رزینهای PET با گاز خروجی کم و بستههای افزودنی بر اساس آزمایش آنالیز گاز باقیمانده انتخاب میشوند، با محدودیتهای کل تلفات جرم معمولاً زیر 1 درصد در دماهای بالا تعیین میشود.
کیفیت سطح ورق نیز بر رفتار آلودگی تأثیر می گذارد. زبری سطح میکروسکوپی می تواند ذرات را که متعاقباً در حین بارگیری یا تخلیه قطعه آزاد می شوند، به دام بیاندازد. رول های کروم صیقلی و پروفیل های دمای مذاب بهینه شده به دستیابی به سطح صاف و براق مورد نیاز مبدل های بسته بندی الکترونیکی کمک می کند.
پارامترهای تولید برای اکستروژن ورق PET ضد استاتیک
موفقیتآمیز اکستروژن ورق بستهبندی الکترونیکی به کنترل دقیق روی متغیرهای فرآیندی مرتبط به هم بستگی دارد. دمای مذاب، طراحی پیچ، سرعت خنکسازی و دقت دوز افزودنی، همگی بر عملکرد ضد الکتریسیته ساکن و خواص فیزیکی ورق نهایی تأثیر میگذارند.
پروفیلهای دمای اکستروژن برای PET معمولاً از 270 درجه سانتیگراد تا 290 درجه سانتیگراد در سراسر مناطق بشکه متغیر است، با دمای قالب 5 تا 10 درجه سانتیگراد پایینتر برای افزایش جریان مذاب یکنواخت در لبه قالب. پنجره پردازش نسبتاً باریک PET به مدیریت حرارتی دقیق نیاز دارد - دماهای زیر نقطه ذوب کریستالی باعث ایجاد نقص ذوب نشده می شود، در حالی که گرمای بیش از حد باعث تخریب حرارتی می شود که ورق را زرد می کند و عملکرد مکانیکی را کاهش می دهد.
طراحی پیچ نقش تعیین کننده ای در پراکندگی افزودنی ایفا می کند. پیچهای مانع با بخشهای اختلاط، ترکیب کامل افزودنیهای ضد الکتریسیته ساکن را بدون برش بیش از حد که میتواند پلیمر را تخریب کند، تضمین میکند. عناصر اختلاط Maddox یا Dulmage که در پایین دست بخش اندازه گیری قرار گرفته اند، آگلومراهای افزودنی را می شکنند و مذاب را قبل از رسیدن به قالب همگن می کنند.
خنک سازی روی رول خنک کننده با روکش کروم باید کنترل کریستالیزاسیون را با الزامات پرداخت سطح متعادل کند. ورق های PET برای بسته بندی های الکترونیکی معمولاً در حالت آمورف تولید می شوند، زیرا PET متبلور مات و شکننده می شود. خاموش کردن سریع روی یک رول سرد در دمای 30 تا 50 درجه سانتیگراد، کریستالیزاسیون را مهار می کند و ورقه شفاف و محکمی را ایجاد می کند که برنامه های کاربردی بسته بندی الکترونیکی نیاز دارند.
مبدل های بسته بندی الکترونیکی به کنترل دقیقی بر پراکندگی افزودنی ضد الکتریسیته ساکن و ثبات مقاومت سطحی نیاز دارند. JWELL خطوط اکستروژن ورق ضد استاتیک PET و PP را برای تولیدکنندگان بستهبندی الکترونیکی در آسیای شرقی، با اندازهگیری مقاومت سطحی و سیستمهای دوز افزودنی گرانشی که مقادیر مقاومت را در 0.5± دهه حفظ میکنند - یک ویژگی حیاتی برای سینیهای قطعات حساس به ESD است.
کنترل ضخامت نشان دهنده یکی دیگر از پارامترهای تولید با تأثیر مستقیم بر عملکرد بسته بندی است. سینیهای اجزا به ورقهایی با تحمل ضخامت 0.02 ± میلیمتر یا محکمتر نیاز دارند تا از رفتار شکلدهی گرما و دقت ابعاد سینی اطمینان حاصل شود. سیستم های تنظیم خودکار دایک بولت، همراه با اسکن ضخامت خطی، امکان تصحیح بلادرنگ تغییرات گیج در عرض ورق را فراهم می کند.
کشش سیم پیچ و جابجایی رول بر صافی ورق تأثیر می گذارد که برای عملیات ترموفرمینگ پایین دست بسیار مهم است. کشش بیش از حد سیم پیچ باعث ایجاد تنش های داخلی می شود که باعث پیچش ورق پس از شکاف می شود، در حالی که کشش ناکافی باعث تولید رول های تلسکوپی می شود. پروفیل های کششی مخروطی که در سیستم کنترل سیم پیچ برنامه ریزی شده اند، هر دو مشکل را برطرف می کنند.
اصول فرآیندی که در اینجا مورد بحث قرار میگیرد، برای سایر بخشهای اکستروژن ورق دقیق، از جمله، نیز اعمال میشود کاربردهای اکستروژن ورق لوازم بهداشتی که در آن کیفیت سطح و دقت ابعاد عملکرد محصول را هدایت می کند.
سوالات متداول
ورق های بسته بندی PET ضد استاتیک باید چه محدوده مقاومت سطحی را هدف قرار دهند؟
ورق های بسته بندی الکترونیکی باید مقاومت سطحی بین 10^6 و 10^9 اهم بر مربع داشته باشند. این محدوده اتلاف کننده از آسیب رساندن به تخلیه الکترواستاتیکی جلوگیری می کند و در عین حال امکان اتلاف بار کنترل شده را فراهم می کند. مقادیر کمتر از 10^6 اهم بر مربع خطر ایجاد مسیرهای رسانایی را دارند که می توانند اتصال کوتاه کنند، در حالی که مقادیر بالای 10^9 اهم بر مربع نمی توانند بار انباشته شده را به طور موثر دفع کنند.
افزودنی های دائمی ضد الکتریسیته ساکن چه مدت در ورق های PET موثر باقی می مانند؟
افزودنیهای ضد الکتریسیته ساکن دائمی که در ماتریس پلیمری گنجانده شدهاند، اثربخشی را در طول عمر ورق حفظ میکنند، معمولاً 3 تا 5 سال در شرایط نگهداری عادی. بر خلاف عوامل ضد الکتریسیته ساکن که در طول زمان تخلیه می شوند، افزودنی های دائمی یک شبکه رسانای پایدار را تشکیل می دهند که نیازی به بازسازی یا استفاده مجدد ندارد.
چه طبقه بندی اتاق تمیز برای تولید ورق بسته بندی الکترونیکی مورد نیاز است؟
شرایط اتاق تمیز ISO کلاس 7 (کلاس 10000) معمولاً برای اکستروژن ورق در خدمت زنجیره تامین نیمه هادی مشخص می شود. برخی از برنامهها، بهویژه آن دسته از بستهبندیهای قالب و ویفر، ممکن است به شرایط ایزو کلاس 6 نیاز داشته باشند. این طبقه بندی برای مناطق برخاست، بازرسی و سیم پیچی که سطح ورق در معرض هوای محیط قرار دارد، اعمال می شود.
آیا می توان از PET بازیافتی برای ورق های بسته بندی الکترونیکی استفاده کرد؟
PET بازیافتی پساصنعتی می تواند برای ورق های بسته بندی الکترونیکی استفاده شود که به درستی پردازش مجدد شده و از نظر آلودگی آزمایش شود. با این حال، مواد بازیافتی پس از مصرف به طور کلی برای بسته بندی های نیمه هادی به دلیل سطوح آلودگی متغیر و نگرانی های مربوط به گازهای خروجی اجتناب می شود. رزین PET ویرجین استانداردی برای کاربردهای حساس به ESD است.
