전도성 액상 실리콘 고무: 특성, 응용 분야 및 맞춤형 성형 시 고려 사항

액상 실리콘 고무는 일반적으로 전기 절연, 유연한 밀봉 및 극한 온도 내성을 위해 선택됩니다. 실리콘 배합에 전기 전도성 충전재를 첨가함으로써, 제조업체는 엘라스토머의 유연성과 제어된 전기 저항을 겸비한 전도성 LSR 부품을 제작할 수 있습니다.

전도성 액상 실리콘 고무는 전자기 차폐, 정전기 방지, 전기 접점, 저항 가열, 고전압 전계 제어 및 기타 전기·전자 용도로 사용될 수 있습니다. 신에츠(Shin-Etsu)는 전자기 차폐, 정전기 방지 씰 및 접착제용 전도성 액상 실리콘 소재를 취급하고 있으며, 모멘티브(Momentive)와 다우(Dow)는 케이블 부속품 및 전기적 응력 제어 부품용 전도성 LSR 등급 제품을 공급하고 있습니다.

그러나 전도성 LSR은 외관이나 경도만 보고 선택해서는 안 됩니다. 이 소재의 전기적 특성은 충전재 시스템, 충전재 농도, 성형 형상, 접촉 압력, 가공 조건 및 사용 환경에 따라 달라집니다.

따라서 성공적인 맞춤형 부품은 전도성과 다음 요소들 간의 균형을 이루어야 합니다:

유연성
인열 강도
압축 성능
치수 정확도
성형성
내열성
환경적 내구성
다른 재료와의 접착력

이 기사에서는 맞춤형 전도성 LSR 성형과 관련된 주요 특성, 응용 분야 및 제조 시 고려 사항에 대해 설명합니다.

전도성 액상 실리콘 고무란 무엇인가요?

일반적으로 LSR로 약칭되는 액상 실리콘 고무는, 대개 액상 사출 성형을 위해 설계된 2액형 백금 경화형 엘라스토머입니다. 이 소재는 빠른 경화, 자동화된 생산, 그리고 얇거나 복잡한 부품의 정밀한 성형을 가능하게 합니다. (모멘티브)

일반적인 실리콘 고무는 대개 전기 절연체입니다. 전도성 LSR은 탄소나 기타 전기 전도성 물질을 첨가하여 개질된 것으로, 경화된 엘라스토머 내에 전도 경로를 형성합니다. 신에츠는 전도성 실리콘 제품을, 실리콘 고무 특유의 유연성과 내환경성을 유지하면서 탄소 및 기타 전도성 물질을 함유한 실리콘 화합물로 설명합니다.

최종 화합물은 다음 용도로 설계될 수 있습니다:

낮은 전기 저항
정전기 방전
전자기 간섭 차폐
제어된 저항 가열
전기장 제어
압력에 따른 접점 전환

이 용어는 전도성 실리콘 따라서 이 기준은 너무 광범위하여 완전한 재료 사양으로 기능하기에는 부적합합니다. 정전기를 방출하도록 설계된 제품은 전류를 전달하거나 민감한 전자 장치를 차폐하도록 설계된 개스킷과는 매우 다른 저항률을 요구할 수 있습니다.

전도성 충전재가 어떻게 전기 전도성을 만들어내는지

실리콘 폴리머 자체는 전기 절연성을 유지합니다. 전도성은 제형 전체에 전도성 입자를 분산시킴으로써 얻어집니다.

충진제 농도가 증가함에 따라 입자들이 서로 접촉하기 시작하며 연속적인 전기 경로를 형성합니다. 이 전도 임계치 이하에서는 저항이 여전히 매우 높게 유지될 수 있습니다. 임계치 근처에서는 충진제 농도나 분산도의 비교적 작은 변화만으로도 저항률에 큰 변화가 발생할 수 있습니다.

신에츠(Shin-Etsu)에 따르면, 시중에서 판매되는 전도성 실리콘 고무의 체적 저항률은 대개 약 0.01~10 Ω·m 사이인 것으로 보고된다. 또한 탄소 함량의 미세한 변화만으로도 저항에 상당한 변화가 발생할 수 있기 때문에, 특정 중간 범위에서 일정한 저항을 유지하기 어려울 수 있다고 지적하고 있다. (신에츠 실리콘)

이로 인해 다음과 같은 몇 가지 실질적인 결과가 발생합니다:

고객은 단순히 “전도성 실리콘”만을 요청하기보다는 허용 가능한 저항 범위를 명시해야 합니다.”
제조업체는 충전재의 분산 및 혼합 상태를 일관되게 유지해야 합니다.
시험 시편은 최종 성형 두께와 가공 조건을 반영해야 합니다.
전도도는 여러 생산 배치에 걸쳐 평가해야 합니다.
완성된 부품의 전기적 특성은 원자재 데이터만으로 추론해서는 안 되며, 반드시 테스트를 통해 확인해야 합니다.

전도성 LSR은 열전도성 LSR과 다릅니다.

전기 전도도와 열 전도도는 서로 다른 물질의 성질입니다.

전도성 LSR은 전류를 통과시키거나, 정전기를 제어하거나, 전기장과 상호작용할 수 있도록 제조되었습니다.

열전도성 LSR은 주로 전자 부품에서 열을 방출하도록 제조되었습니다. 충전재 구성에 따라 전기 절연성을 유지할 수도 있습니다.

모멘티브는 전기 전도성 배합물과 열 전도성 사출 성형용 LSR 제품을 별도로 구분하여, 이 두 가지 기능에는 서로 다른 소재 선정 기준이 필요함을 보여줍니다. (모멘티브)

프로젝트 사양서에는 해당 구성 요소에 다음 사항이 필요한지 여부를 명확히 명시해야 합니다:

전기 전도도
열전도율
두 부동산 모두
전기 절연성을 갖춘 열전도율

이러한 요구 사항을 혼동할 경우, 재료 결함이나 전기적 안전 위험이 발생할 수 있습니다.

명시해야 할 주요 전기적 특성

부피 저항률

체적 저항률은 물질의 내부 전체를 가로지르는 저항을 측정하는 것으로, 일반적으로 Ω·m 또는 Ω·cm 단위로 표시됩니다.

부피 저항률이 낮을수록 일반적으로 전기 전도도가 더 높음을 나타냅니다.

부피 저항률은 다음의 측면에서 중요합니다:

전도성 씰
고전압 전계 제어 부품
전류를 전달하는 엘라스토머 부품
저항 가열 소자
전도성 접점 부품

다우(Dow)는 전기적 응력 제어 용도로 사용되는 자사의 전도성 사출 성형용 LSR이 낮은 체적 저항률을 가지고 있다고 설명합니다.

고객은 다음 사항을 정의해야 합니다:

목표값
허용되는 최소값
허용 가능한 최대값
시험편 두께
시험 온도
조건 충족 요건
노화 전후로 측정이 필요한지 여부

표면 저항

표면 저항은 전류가 소자의 표면을 통해 얼마나 쉽게 흐르는지를 나타내는 척도입니다.

다음과 같은 경우에 특히 유용할 수 있습니다:

정전기 분산 표면
장비 터치 인터페이스
전자 기기 하우징
먼지에 민감한 환경
유연한 정전기 방지 부품

표면 저항은 오염, 수분, 유분 및 표면 마감 상태의 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 실제 사용 환경을 반영하는 조건에서 시험을 수행해야 합니다.

접촉 저항

접촉 저항이란 실리콘이 다른 전도성 물질과 접촉하는 지점에서 발생하는 전기 저항을 말합니다.

결과는 다음 요인에 따라 달라질 수 있습니다:

접촉 압력
연락처
표면 거칠기
전극 재료
산화
실리콘 경도
부품 두께
오염
반복적인 압축

원자재의 체적 저항률 값만으로는 완성된 키패드, 스위치 또는 전도성 개스킷의 접촉 저항을 자동으로 예측할 수 없습니다.

압축 하중 하에서의 내력

일부 전도성 실리콘 부품은 조립 과정에서 압축됩니다. 압축을 통해 전도성 입자 간의 간격을 좁혀 유효 접촉 면적을 늘릴 수 있습니다.

개발 팀은 다음 위치에서 저항을 측정해야 합니다:

최소 조립 압축률
명목 압축
최대 압축
반복적인 압축 사이클
체온 상승
생애 말기 상태

이는 특히 전도성 개스킷, 접촉 패드 및 압력 감지 스위칭 부품의 경우 매우 중요합니다.

EMI 차폐 성능

전자기 간섭(EMI) 방지 용도의 경우, 저항률이 낮다고 해서만 충분한 차폐 효과를 보장할 수는 없습니다.

차폐 성능은 다음 요인에 따라 달라질 수도 있습니다:

필러 유형
부품 두께
개스킷 연속성
접촉 압력
인클로저 재질
조인트 설계
주파수 범위
표면 전처리
틈새 및 고정 장치

신에츠는 전도성 액상 실리콘 씰 및 전도성 고무 부품의 용도로 전자기 차폐를 꼽고 있다. (신에츠 실리콘)

따라서 차폐 성능이 중요한 경우에는 전체 인클로저 또는 조립체를 테스트해야 합니다.

기계적 특성은 여전히 중요하다

전도성 충전재를 첨가하면 배합이 변경되며, 이는 실리콘의 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.

주요 속성은 다음과 같습니다:

쇼어 A 경도
인장 강도
연신율
인열 강도
압축 영구 변형
굽힘 피로 저항성
회복력
내마모성

예를 들어, 다우(Dow)의 전도성 응력 제어 LSR은 신장률이 높고 지정된 인장 강도를 지닌 쇼어 A 30~35 등급의 소재로 설명되는데, 이는 전기적 성능이 기계적 요구 사항과 조화를 이루어야 함을 보여준다.

전도성이 매우 높은 조성물이 반드시 최상의 결과를 보장하는 것은 아닙니다:

인열 저항성
동적 유연성
밀봉 성능
탈형 강도
얇은 벽의 내구성

선정된 재료는 전기적 및 물리적 요구 사항을 모두 충족해야 합니다.

온도 및 환경 성능

실리콘 엘라스토머는 온도 변화에도 유연성을 유지하는 특성 때문에 흔히 선택됩니다. 전도성 배합물 또한 실리콘 고무 특유의 내열성, 내한성 및 내후성을 제공할 수 있지만, 정확한 한계치는 소재 등급에 따라 다릅니다. 신에츠(Shin-Etsu)는 전도성 실리콘 제품이 전도성과 더불어 내열성, 내한성 및 내후성을 제공한다고 설명합니다. (신에츠 실리콘)

전기적 특성은 다음을 포함한 관련 조건에 노출시킨 후 평가해야 합니다:

고온 노화
저온 보관
열 사이클링
습도
물
자외선
오존
오일 또는 세정제
기계적 피로
장기적인 압축

온도는 고분자의 거동과 전기 저항 모두에 영향을 미칠 수 있습니다. 고객은 실온에서 측정한 값이 제품의 사용 수명 기간 내내 변함없이 유지될 것이라고 가정해서는 안 됩니다.

전도성 LSR의 주요 용도

EMI 및 RFI 차폐 개스킷

전도성 LSR은 전자 기기 하우징, 커버 및 접근 패널 사이에 사용되는 유연한 개스킷으로 성형할 수 있습니다.

잠재적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

통신 장비
산업용 컨트롤러
자동차용 전자 모듈
배터리 시스템 하우징
센서
가전제품
계측기 인클로저

실리콘은 유연성과 환경 밀봉 기능을 제공하며, 전도성 네트워크는 결합면 간의 전기적 연속성을 유지하는 데 도움을 줍니다.

효과적인 차폐를 위해서는 설계 시 다음 위치에서 불연속이 발생하지 않도록 해야 합니다:

코너
패스너 위치
개스킷 접합부
케이블 인입부
주거 전환

정전기 방지 및 정전기 분산 부품

정전기를 제어하기 위해 전도성 또는 부분 전도성 실리콘을 사용할 수 있습니다.

예를 들면 다음과 같습니다:

정전기 방지 씰
장비 받침대
패드 취급 방법
전자 조립 고정 장치
보호 커버
유연한 접촉면
먼지에 민감한 장비 부품

신에츠는 전도성 실리콘의 용도로 특히 전기·전자 기기용 정전기 방지 씰, 접착제 및 보호재를 꼽고 있다. (신에츠 실리콘)

표적 저항은 신중하게 제어해야 합니다. 전하를 소산하도록 설계된 소자는 반드시 상당한 전류를 전달하는 데 필요한 낮은 저항을 갖출 필요는 없습니다.

전도성 키패드 및 스위치 접점

전도성 실리콘은 접점 필이나 일체형 스위칭 구조물로 성형할 수 있습니다.

실리콘을 누르면 전도성 영역이 두 개의 회로 기판 접점을 연결합니다.

주요 설계 고려 사항은 다음과 같습니다:

접촉 저항
구동력
주요 여행지
복구 부대
접촉 형상
표면 청결도
수명 주기
회로 기판과의 정렬

신에츠는 키보드의 접점을 일반적인 전도성 실리콘 적용 사례로 꼽고 있다.

저항 가열 부품

전도성 실리콘은 전기 저항을 가지고 있기 때문에, 이를 통과하는 전류로 인해 열이 발생할 수 있습니다.

가능한 적용 분야는 다음과 같습니다:

유연한 발열체
결로 방지 부품
온도 유지 부품
온열 패드
특수 산업용 장비

신에츠는 전도성 실리콘 고무의 용도 중 하나로 히터 부품을 꼽고 있다.

난방 시스템에서는 다음 사항들을 세심하게 제어해야 합니다:

저항 균일도
전압
현재
부품 두께
열 분포
최대 표면 온도
전기 연결
열 노화
과열 보호

히터는 단순히 성형 고무 부품으로만 볼 것이 아니라, 하나의 완전한 전기 시스템으로 평가되어야 합니다.

고압 케이블 부속품

전도성 LSR은 중·고압 케이블 시스템에서 전기장 제어에 사용됩니다.

신청 대상에는 다음이 포함될 수 있습니다:

케이블 접속부
케이블 종단 처리
밀어 끼우는 액세서리
냉수축 부품
응력 제어층
배전반 커넥터

모멘티브(Momentive)는 전도성 LSR을 절연성 실리콘 소재와 결합하여 푸시온 조인트 및 냉수축 케이블 부속품에서 전기장 제어가 가능하다고 밝혔습니다. (모멘티브)

다우는 또한 전기적 응력 제어 장치 및 전도성 성형품용으로 설계된 전도성 LSR도 제공하고 있습니다.

이러한 애플리케이션에서는 다음 사항에 대한 엄격한 통제가 필요합니다:

저항률
인터페이스 품질
층간 접착력
기하학
공기 포집
오염
단열재 호환성
장기적인 전기적 노화

전도성 씰 및 O-링

전도성 실리콘은 밀봉 기능과 전기적 연속성을 동시에 구현할 수 있습니다.

잠재적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

전도성 인클로저 개스킷
접지 씰
차폐형 커넥터 씰
장비 접근 패널 씰
특수 O-링
전도성 패킹 부품

신에츠는 전도성 개스킷, O-링, 씰 및 패킹을 대표적인 성형 적용 사례로 꼽고 있습니다.

설계자는 낮은 전기 저항과 압축 변형률, 밀봉력, 환경 내구성 사이에서 균형을 맞춰야 합니다.

유연 센서 및 전극

유연성 센서나 전극 구조물에는 특별히 개발된 전도성 실리콘을 고려해 볼 수도 있다.

이 설계에서는 다음 요인에 의해 발생하는 저항 변화를 활용할 수 있습니다:

압축
굽힘
스트레칭
다른 표면과의 접촉

이러한 프로젝트에서는 저항-변형률 관계가 비선형적일 수 있고 형상, 하중 이력 및 환경 조건에 민감할 수 있으므로, 일반적으로 용도별 재료 특성 분석이 필요합니다.

전도성 충전재 선정

전도성 실리콘 배합물에는 탄소나 기타 전기 전도성 물질이 사용될 수 있습니다. 충전제 시스템은 다음 사항에 영향을 미칩니다:

전기 저항
색상
점도
경도
인열 강도
비용
환경 내성
차폐 성능
처리 방식

탄소가 함유된 전도성 실리콘은 일반적으로 검은색입니다. 신에츠의 전도성 고무 제품들은 부피 저항률이 각기 다른 검은색 제품들입니다. (신에츠 실리콘)

고객이 밝은 색상이나 맞춤형 색상을 요청하는 경우, 제조사는 먼저 적절한 비탄소 충전재 시스템을 사용하여 요구되는 전도도를 달성할 수 있는지 확인해야 합니다.

저저항이라는 이유만으로 특정 충전재를 선택해서는 안 됩니다. 전체 배합은 또한 다음 사항에 관한 요건을 충족해야 합니다:

부식
갈바닉 호환성
입자 이동
기계적 성능
규제상의 제한 사항
장기적 안정성
비용

맞춤형 LSR 성형 시 고려 사항

재료 계량 및 혼합

LSR은 일반적으로 2액형 시스템으로 공급됩니다. 정확한 계량과 균일한 혼합은 안정적인 경화와 일관된 물성을 확보하는 데 필수적입니다. 모멘티브(Momentive)는 LSR을 액체 사출 성형용으로 설계된 2액형 백금 경화 소재로 설명합니다. (모멘티브)

전도성 등급의 경우, 재료 관리가 부실하면 부품 간 또는 생산 배치 간에 전기 저항 차이가 발생할 수도 있습니다.

성형 공정에서는 다음 사항을 관리해야 합니다:

A부 및 B부 비율
펌핑 압력
믹싱 품질
재료 온도
체류 시간
오염
배치 추적성

재료의 점도와 캐비티 충진

전도성 충전재는 LSR이 금형을 통과하는 흐름을 변화시킬 수 있습니다.

금형 설계자는 다음 사항을 평가해야 합니다:

게이트 크기
게이트 위치
유동 길이
얇은 벽 단면
압력 손실
용접선
공기 포집 장치
감정 털어놓기
잔액 입금

충진제가 포함되지 않은 범용 LSR용으로 설계된 금형은, 고충진도 전도성 배합물에서는 동일한 성능을 발휘하지 못할 수 있습니다.

실제 생산용 소재를 사용하여 대표적인 몰드 플로우 시험을 완료해야 합니다.

전도도 균일성

전도성 충전재는 성형 부품 전체에 걸쳐 적절하게 분산된 상태를 유지해야 합니다.

발생할 수 있는 문제로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

지역별 저항 변동
불완전한 전도 경로
고저항 용접선
얇은 단면과 두꺼운 단면의 차이점
배치 간 불일치
게이트 부근의 전도도 변화

균일성이 중요한 여러 위치에서 전기적 측정을 수행해야 합니다.

게이트 및 용접선 위치

두 흐름 전선이 만나면 용접선 또는 접합선이 형성됩니다. 실리콘이 완전히 결합된 것처럼 보일 수 있지만, 계면 부위의 충전제 네트워크는 부품의 나머지 부분과 다를 수 있습니다.

중요한 전도 경로는 검증되지 않은 용접선에 의존해서는 안 됩니다.

게이트는 다음과 같이 배치되어야 합니다:

균형 잡힌 채우기를 장려합니다
공기 혼입을 최소화하십시오
주요 접촉 부위를 피하십시오
긴 유동 거리를 줄이십시오
필러 방향 제어
게이트의 눈에 띄는 손상을 방지하십시오

감정 털어놓기

갇힌 공기는 다음과 같은 현상을 일으킬 수 있습니다:

충전 불완전
표면 결함
그을린 자국
취약한 부분
전기적 불연속성
부적절한 오버몰딩 접합부

LSR 금형은 소재가 극히 좁은 틈새로 흘러들 수 있기 때문에 정밀한 배기 처리가 필요합니다. 배기구는 허용할 수 없는 플래시를 발생시키지 않으면서 공기를 배출해야 합니다.

플래시 제어

전도성 플래시는 단순한 외관상의 결함 이상의 문제를 일으킬 수 있습니다.

다음과 같은 것을 생성할 수 있습니다:

의도하지 않은 전류 경로
단락 위험
커넥터 조립 시 간섭
개스킷 접촉 불량
전자 기기 하우징 내부의 오염

중요 구역의 경우 도면에 플래시 허용 한도를 명확히 명시해야 합니다.

탈형

충진제 함량이 높으면 유연성과 인열 저항성에 영향을 미칠 수 있습니다. 얇은 전도성 리브, 접촉 구조물 및 밀봉 립은 사출 과정에서 손상될 수 있습니다.

해당 구성 요소에는 다음이 포함되어야 합니다:

적절한 드래프트 및 이형 형상
둥근 모서리 전환
적절한 벽 두께
지원되는 밀봉 기능
제어된 탈형 방향

공구 제작 전에 역테이퍼와 깊은 언더컷을 검토해야 합니다.

전도성 및 절연성 2성분 성형

일부 응용 분야에서는 동일한 부품 내에 전도성 실리콘과 전기 절연성 실리콘이 모두 필요합니다.

고압 케이블 부속품이 그 예 중 하나입니다. 전도성 층은 전기장을 제어하는 한편, 절연성 실리콘 층은 유전체 보호 기능을 제공합니다.

Momentive는 케이블 접속부 및 종단부에서 절연성 LSR과 함께 사용하도록 설계된 전도성 Silopren LSR 등급에 대해 설명합니다. (모멘티브)

2가지 소재를 사용하는 LSR 성형에서는 다음 사항을 제어해야 합니다:

층간 접착 강도
인터페이스의 청결도
1회 도포 경화
2차 접착력
층 두께
전도성 층의 위치
재료 수축
열팽창
금형 정렬

전도성 층은 전기적 절연이 필요한 영역까지 확장되어서는 안 됩니다.

전체 인터페이스를 검증하기 위해서는 시제품의 단면 분석 및 전기적 테스트를 수행해야 합니다.

플라스틱 또는 금속에 전도성 LSR을 오버몰딩하는 방법

전도성 LSR은 다음 소재 위에 오버몰딩할 수 있습니다:

금속 단자
버스바
케이블 구성 요소
플라스틱 하우징
커넥터 본체
센서 구조
전자 삽입물

기대되는 이점은 다음과 같습니다:

일체형 밀봉
조립 단계가 줄어듦
제어된 위치 지정
컴팩트한 구조
환경 보호 강화

그러나 접착이 이루어진다고 결코 가정해서는 안 됩니다.

개발 팀은 다음 사항을 평가해야 합니다:

기판 재료
표면 처리
프라이머 요건
청결함 삽입
온도 입력
기계식 연동 장치
금형 압력
열팽창
갈바닉 호환성
전기 접점 위치

자가 접착형 LSR 등급은 모든 기판에 보편적으로 접착되도록 설계된 것이 아니라, 특정 열가소성 수지나 금속에 접착되도록 배합되었습니다. (모멘티브)

접착 시험 시에는 실제 양산용 인서트를 사용해야 합니다.

전기 연결 설계

전도성 실리콘 부품은 다른 도체와 확실하게 연결되어야 합니다.

가능한 방법으로는 다음이 있습니다:

금속 표면에 대한 압축
성형 접점 패드
내장형 금속 인서트
클램프식 연결부
전도성 접착제
기계식 체결 부품

설계 시 제어되지 않은 점 접촉에 의존하는 것을 피해야 한다.

주요 요인으로는 다음이 있습니다:

연락처
접촉 압력
메탈 마감
표면 산화
실리콘 두께
조립 공차
진동
열 사이클링
반복적인 분해

압축이 고르지 않은 경우, 접촉 면적이 넓다고 해서 항상 저항이 낮아지는 것은 아닙니다. 완성된 조립체는 최소 및 최대 공차 조건에서 측정해야 합니다.

치수 설계 및 공차

전도성 LSR 부품은 대개 전기적 기능과 기계적 기능을 모두 수행합니다.

주요 고려 사항으로는 다음이 포함될 수 있습니다:

접촉 두께
씰링 비드 높이
압축 거리
전극 간격
전도 경로 폭
절연 간격
위치 삽입
개스킷의 둘레

도면에서는 다음을 구분해야 합니다:

전기적 중요 치수
밀봉 치수
조립 치수
미용적 측면
기준 치수

모든 형상에 불필요하게 엄격한 공차를 적용하면, 전기적 성능은 개선되지 않으면서도 공구 및 검사 비용이 증가할 수 있습니다.

전도성 LSR 부품의 시험

사용자 정의 검증 계획에는 다음이 포함될 수 있습니다:

전기 시험

부피 저항률
표면 저항
접촉 저항
압축 하중 하에서의 내력
스트레칭이나 구부릴 때 느껴지는 저항감
전류 수용 능력
차폐 효율
전기장 제어 성능

기계적 시험

경도
인장 강도
연신율
인열 강도
압축 영구 변형
반복적인 압축
플렉스 피로
접착력 또는 박리 강도

환경 시험

고온 노화
저온 노출
열 사이클링
습도
물 노출
자외선 및 오존
유체 저항
진동
염분 또는 부식성 환경

환경 및 기계적 시험이 끝난 후 전기적 측정을 다시 실시해야 합니다.

초기 저항 목표치를 충족하는 부품도 장기간의 압축, 열 노화 또는 반복적인 움직임에 따라 변할 수 있습니다.

품질 관리 요건

생산 과정에서는 전도도를 관리 대상 특성으로 삼아 관리해야 합니다.

품질 계획에는 다음이 포함될 수 있습니다:

반입 원자재 식별
배치 추적성
계량비 제어
첫 번째 부품 저항 측정
치수 검사
육안 검사
정의된 전극 고정 장치
규정 시험 압력
주기적 노화 시험
통계적 모니터링
변경 관리

시험 방법에는 고정 장치, 전극 형상 및 가해지는 압력을 명시해야 한다. 그렇지 않으면, 두 실험실에서 동일한 부품에 대해 서로 다른 저항값을 얻을 수 있다.

LSR 설계 시 흔히 범하는 실수

저항 범위 지정 없이 “전도성 실리콘” 요청

전도성, 정전기 방지 및 차폐 재료는 서로 매우 다른 전기적 특성을 가질 수 있습니다.

원자재 데이터를 완제품 사양으로 활용하기

성형 두께, 형상, 압력 및 가공 공정은 전기적 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

압축 시 저항 무시

개스킷이나 접촉 패드는 조립 시 압축이 최소일 때와 최대일 때 서로 다른 특성을 보일 수 있습니다.

열전도도와 전기전도도의 혼동

열전도성 실리콘은 전기적 절연성을 유지할 수 있다.

모든 전도성 등급이 EMI 차폐에 적합하다고 가정할 경우

차폐 효과는 완전 밀폐 구조, 개스킷 설계 및 주파수 대역에 따라 달라집니다.

절연 구역 내 전도성 플래시 허용

작은 스파크가 의도하지 않은 전기 경로를 형성할 수 있습니다.

중요한 전도 경로를 가로지르는 용접선 배치

용접선 부위의 전도도는 이를 주 전류 경로의 일부로 사용하기 전에 반드시 확인해야 합니다.

가소성에 미치는 필러의 영향 무시

전도성 등급의 경우, 표준 LSR과는 다른 게이트, 벤트 및 공정 설정이 필요할 수 있습니다.

재검증 없이 재료 등급 변경하기

겉보기에는 비슷해 보이는 등급이라도 충전재, 내구성, 경도 및 가공 특성이 서로 다를 수 있습니다.

실온에서만 시험 실시

대표적인 노화 및 환경 노출 시험을 거친 후, 전기적 및 기계적 특성을 확인해야 합니다.

맞춤형 전도성 LSR 견적 요청 시 필요한 정보

정확한 견적을 받으시려면 고객님께서는 다음 정보를 제공해 주셔야 합니다:

2D 및 3D 도면
제품 적용 분야
목표 부피 저항률
표면 저항 또는 접촉 저항 요구 사항
필수 차폐 성능
작동 전압 및 전류
온도 범위
환경적 노출
실리콘 경도
압축 조건
플라스틱 또는 금속 인서트
필수 접합 방법
예상 연간 수량
검사 요건
적용되는 시험 기준
포장 요건

기존 부품의 경우, 실물 샘플은 제조업체가 다음 사항을 평가하는 데에도 도움이 될 수 있습니다:

기하학
접촉 부위
이별의 말
재료 경도
조립 방법
가능한 성형 공정

실무 개발 프로세스

1단계: 전기적 기능 정의하기

해당 부품이 정전기 방전, 전류 전도, 차폐, 스위칭, 발열 또는 자기장 제어 용도로 설계되었는지 확인하십시오.

2단계: 저항선 목표치 설정

특정 시험 조건 하에서 허용 가능한 최소값과 최대값을 정의하십시오.

3단계: 기계적 요구사항 정의

경도, 압축력, 밀봉력, 인열강도 및 예상 이동량을 확인하십시오.

4단계: 후보 자재 선정

전기적, 기계적, 환경적 및 가공 특성을 비교하십시오.

5단계: 구성 요소 형상 검토

전도 경로의 연속성, 벽 두께, 게이트, 용접선 및 접촉 부위를 평가하십시오.

6단계: 대표 표본 추출

실제 양산용 소재와 계획된 성형 공정을 사용하십시오.

7단계: 완성된 구성 요소 테스트하기

대표적인 고정 장치와 조립 압력을 사용하여 전기적 특성을 측정합니다.

8단계: 환경 노화 시험 완료

열, 습도, 유체, 진동 또는 기계적 사이클링 후 재시험을 실시하십시오.

9단계: 시범 생산 실시

배치 간 내구성과 치수 일관성을 평가하십시오.

10단계: 승인된 구성 고정하기

재료 등급, 공급업체, 성형 공정, 금형, 인서트 및 시험 방법을 관리하십시오.

결론

전도성 액상 실리콘 고무를 활용하면 제조업체는 제어된 전기적 특성과 실리콘 엘라스토머의 유연성, 내열성, 설계 자유도를 결합할 수 있습니다.

다음과 같은 애플리케이션을 지원할 수 있습니다:

EMI 차폐
정전기 방지
전기 접점
유연한 가열
전도성 밀봉
고전압 전계 제어
2성분 전도성 및 절연성 조립체

그러나 전도성 LSR은 단일한 표준화된 소재가 아닙니다.

성공적인 개발을 위해서는 명확하게 정의된 전기적 목표, 대표적인 완제품 테스트, 그리고 충전재 분산, 금형 충진, 플래시, 접촉 압력 및 환경 노화 조건에 대한 세심한 관리가 필요합니다.

최상의 소재가 반드시 저항이 가장 낮은 등급인 것은 아닙니다. 부품의 기계적, 밀봉, 가공 및 수명 요건을 충족하면서 안정적인 전기적 성능을 제공하는 등급이 바로 최상의 소재입니다.

제품 설계자, 소재 공급업체, 금형 제작업체 및 LSR 성형 제조업체 간의 초기 협력을 통해 금형 변경 횟수를 줄일 수 있으며, 시제품 테스트 단계부터 체계적인 양산 단계에 이르기까지 신뢰할 수 있는 과정을 마련하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

일반적인 액상 실리콘 고무는 전기를 전도하나요?

아닙니다. 일반적인 LSR은 일반적으로 전기 절연성을 띱니다. 전기 전도성을 확보하려면 배합에 전도성 충전재를 첨가해야 합니다.

전도성 실리콘에는 어떤 충전재가 사용되나요?

실리콘에는 탄소 및 기타 전도성 물질을 첨가할 수 있습니다. 구체적인 충전재 조합은 요구되는 저항률, 기계적 특성, 색상 및 용도에 따라 달라집니다.

전도성 실리콘은 항상 검은색인가요?

탄소가 함유된 전도성 실리콘은 일반적으로 검은색입니다. 다른 충전재 시스템을 사용하면 다른 외관을 얻을 수도 있지만, 사용 가능한 색상은 배합과 요구되는 전도도에 따라 달라집니다.

전도성 실리콘 고무의 일반적인 저항률은 얼마입니까?

신에츠에 따르면, 시중에서 판매되는 많은 전도성 실리콘 고무는 약 0.01~10 Ω·m 범위에 속하지만, 특수 제품의 경우 이 범위 밖의 사양으로 설계될 수도 있다고 한다. (신에츠 실리콘)

전도성 LSR을 EMI 차폐에 사용할 수 있습니까?

네. 전도성 실리콘 씰과 개스킷은 EMI 차폐 시스템에 사용할 수 있습니다. 차폐 성능은 전체 인클로저 상태에서 테스트해야 합니다.

전도성 LSR도 환경 밀봉 기능을 제공할 수 있나요?

네. 적절하게 설계된 전도성 실리콘 개스킷은 전기적 연속성을 확보하는 동시에 습기나 먼지로부터 보호하는 기능을 모두 제공할 수 있습니다.

전도성이 있는 LSR은 열전도성도 있나요?

꼭 그렇지는 않습니다. 전기 전도도와 열 전도도는 서로 다른 물성이므로 각각 별도로 명시해야 합니다.

전도성 LSR을 금속 위에 오버몰딩할 수 있습니까?

네, 하지만 인서트 설계, 표면 상태, 접착 방식 및 전기 접촉 면적은 반드시 검증되어야 합니다.

전도성 실리콘과 절연성 실리콘을 함께 성형할 수 있나요?

네. 전도성 및 절연성 LSR 층은 고전압 케이블 부속품을 비롯한 일부 2성분 응용 분야에 통합될 수 있습니다. (모멘티브)

견적서를 작성할 때 가장 중요한 정보는 무엇인가요?

제조업체는 도면, 의도된 전기적 기능, 목표 저항 범위, 시험 조건, 작동 환경, 경도, 연간 생산량 및 플라스틱 또는 금속 삽입물에 대한 세부 정보를 필요로 합니다.