ESD安全材料如何協助製造商利用 3D 列印進行擴展

Formlabs 今年新推出的防靜電ESD樹脂,是一款專為製造商設計的材料,主要可降低其電子生產線的風險並提高產量。防靜電ESD樹脂是一種經濟高效的解決方案,用於生產設計用於廠房的靜電消散物件。

繼續閱讀以了解防靜電ESD樹脂的工作原理。

什麼是靜電放電?

當兩個帶電物體之間突然出現電流時,就會發生靜電放電 (Electrostatic discharge, ESD)。 當多個絕緣組件之間產生摩擦時,靜電會累積。而當任一組件與導體接觸時,電流便會釋放到導體中。這在電子行業中由其危險,因為不受管制的靜電放電可能會損壞電路板等 ESD 敏感物件。微小至夾具接觸外殼所產生的摩擦,就會導致電子積聚並導致靜電放電,從而使電子元件短路,並造成產品無法正常運作。缺乏對ESD 敏感物件控制的工作流程會降低整體生產良率。

 

什麼是ESD材料?

ESD材料會消散靜電,以保護易受到靜電衝擊損傷的組件,例如電子設備。 ESD材料不是真正的「導體」,但如果發生靜電衝擊,電子能夠流過它們的表面以消散靜電衝擊。

接地時,ESD材料為電荷提供了一個去處,允許電子無害地流過其表面並進入接地點。另一個好處是ESD材料在接地時具有防靜電性,這意味著灰塵、粉末和聚苯乙烯泡沫塑料等小顆粒不會黏上去。在許多電子製造設備中,這些顆粒會導致精密電子和機械系統產生堆積並出現故障。用於工具和組裝程序的 ESD 材料可最小化電荷過載和靜電積聚情況下的故障風險。製造商傳統上依賴機械加工金屬製造這些材料,但現在有新的 3D 列印解決方案。

 

用於電子製造中防靜電ESD樹脂3D列印的物件

在許多應用中,3D 列印是一種成本較低、速度更快的機械加工替代方案,但過去 3D 列印鮮少有高質量的ESD 材料。它們可能是許多中小型製造商無法負擔的高價系統中的一部分,或是在質量較低的機器上進行列印,在工業環境中並不可靠。

採用防靜電ESD樹脂的 Formlabs SLA列印機現在提供的解決方案對於特定應用和多數產業的工作流程都至關重要。許多製成品都有電子元件,因此需要使用防靜電材料。

在對製造零件進行原型製作時,測試和驗證需要所有組件一起發揮作用,並且電子組件需要穩定的運作。將加工流程外包不僅成本高昂、交貨時間又長,這使製造商無法將其產品從原型製作階段推出。由於防靜電ESD樹脂的韌性高於許多其他 3D 列印的 ESD 安全材料,工程師可以在沒有機械或電氣故障風險的情況下進行原型製作。

▲這是使用防靜電ESD樹脂列印的Fuse Sift 內的粉末處理管原型。它的防靜電特性使粉末能自由流動而不是黏在管內。

在一個包含電子元件的生產線中,所有的接觸點都需要使用ESD安全材料,因此,夾具固定裝置通常由本質上是導體的金屬加工而成。現在,製造商可用防靜電ESD樹脂來列印夾具和固定裝置,安全的將靜電消散,避免敏感電子元件受損。防靜電ESD樹脂的高模量和高韌性使其成為有高強度和高耐用性需求的生產環境最理想的選擇。

▲這個防靜電ESD樹脂樣品物件是用以支撐測試探頭的夾具,可減少靜電荷積聚的可能性,同時無需工程師手持。

組裝後,電子元件需在流程的不同階段或離開廠房前安全地封閉和固定。 通常電子元件托盤很大,而且有定製的幾何形狀,因此加工成本很高。在使用防靜電ESD 樹脂後,電子元件托盤和外殼能快速製造成客製的產品規格,並安全地保持產品不受靜電影響,也不會接觸到使物件短路的程序。

▲此電子元件托盤是使用防靜電ESD樹脂製成,可用於在製造設備時,安全存儲和運輸集成電路板。

 

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