低压注塑成型：低压注塑成型：如何解决电子产品的三大痛点

在 20 世纪 70 年代发现低压注塑成型技术（LPIM）之前，人们使用不同的传统方法密封、灌封和保形涂层来封装电子元件。这些技术面临的主要挑战是，有时电子元件密封不严或密封件随时间推移而老化，从而使电子元件暴露在潮湿环境中，造成潜在危害。

此外，在密封过程中还存在高温或涂抹密封剂时的机械损坏风险。印刷电路板等元件往往表面不平整或几何形状复杂，这就增加了实现均匀密封的难度。这些传统方法大多耗费大量人力和时间，从而提高了制造成本。

什么是低压注塑成型？

顾名思义，热塑性材料在低压（20 至 580 磅/平方英寸）和低温（356°F 至 428°F）条件下用于封装精密的电子零件。较低的压力使其对连接器和印刷电路板（PCB）等元件更加安全，而高温高压很容易损坏这些元件。

由于聚碳酸酯和聚酰胺（尼龙）等热塑性材料在较低压力下的流动性更强，因此被广泛使用。以下是低压注塑成型中使用的各类材料及其优点。

决定产品材料选择的因素多种多样。最重要的因素是您希望产品具有的特性和使用环境。例如，如果您要制作的产品将在医院中使用，那么医用级硅胶（通过 ISO 10993 认证）将是最佳选择，因为它具有很高的耐温性、耐化学性和生物兼容性。

低压注塑成型的步骤

这种技术的主要思路是熔化所需的塑料材料，然后将其塑封在部件周围。整个过程可归纳为四个主要步骤。因此，与浇注等传统方法的七到八个步骤相比，低压注塑模具的流程更为简化。低压注塑模具所涉及的步骤如下：

• 加热成型材料 第一步是加热所需的热塑性材料。
• 放置组件： 将需要封装的部件放入模腔的一半，然后关闭模具。
• 注塑材料： 液化成型材料在低压下注入模腔。
• 冷却 由于温度和压力降低，低压注塑成型的固化速度更快

技术比较表：LPIM 与传统工艺对比

与传统方法相比，涂层材料的 LPIM 技术更简单、更高效。与后者不同的是，它对人工投入的要求较低，因此可以在不增加人为误差的情况下进行缩放。它可以实现完美的隐蔽性，而不会对脆弱的材料造成伤害。以下是在制造业中使用 LPIM 的一些主要优势。

#1.提高成本效益

与传统方法相比，低压注塑成型使用更少的材料即可实现完全封装。此外，它的工作压力和温度都较低，这意味着能耗更低。更快的生产周期使制造商能够提高产量，更快地完成订单。

#2.降低模具投资

由于这种工艺对温度和压力的要求较低，因此成本较低。 铝制模具 可以取代价格昂贵的钢制模具，尤其适用于小批量生产。这降低了初始投资和生产周期。.

#3.更好的元件保护

LPIM 能够更好地保护连接器、传感器和电路板等几何形状复杂的部件，而且一致性更高，损坏风险最小。密封剂可进入传统方法难以到达的区域。

#4.更美观、更耐磨

与传统方法相比，低压注塑成型的表面更干净、更光洁，消费者会觉得更有吸引力。此外，制造商还可以通过改变成型材料来定制产品的特性。

深入分析电子设备制造的三大痛点

电子设备很脆弱。灰尘、紫外线和湿气等自然因素可能会损害它们的效率或完全失去作用。因此，电子设备制造商必须找到一种方法，既能保护其产品免受这些自然因素的影响，又不会对设备造成损害。在低压注塑成型之前，寻找平衡一直是该行业的一大挑战。

尽管以前的传统方法可以为印刷电路板和连接器等电子设备提供一定程度的保护，但它们通常面临三个主要挑战：精度不够、损坏率高以及对成本和环境影响大。依赖传统方法的制造商往往会被环境监管机构指责留下杂乱的足迹。那么，制造商是如何利用低压注塑来克服传统封装方法的痛点的呢？

痛点 1：精密电子元件包装效率的困境

如果电子产品只有一个元件，传统的镀膜方法会更容易使用。然而，典型的印刷电路板上有不同的元件，其几何形状、尺寸和方向各不相同，这正是传统封装技术的难点所在。

对于保形涂料和灌封，很难在整个电路板上实现相同的密封一致性。换句话说，你最终得到的产品可能会出现这样的情况：一个区域的密封材料层很厚，而另一个区域的密封材料层很薄。这种不完美的涂层可能会产生气隙或导致覆盖不完全，从而导致对电子设备的保护不完整。

痛点 2：薄壁部件/嵌入件损坏率高

与低压注塑成型不同，传统的封装技术是一种劳动密集型技术，可能会因人为失误而导致薄壁部件的损坏程度更高。例如，由于某些灌封化合物的固化过程涉及化学反应，因此会产生热量，从而可能损坏敏感元件或导致焊点失效。

由于灌封胶在固化过程中会收缩，薄壁部件可能会受损。由于灌封材料缺乏弹性，收缩会对部件造成应力。这种故障的部分原因可能是涂层材料开裂或脱层。由于涂层材料和基材之间的热膨胀系数不同，可能会产生裂纹。一旦出现裂缝，电子零件就很容易受到灰尘和液体的影响。

此外，传统的密封胶很难去除，如果部件受损，就很难进行维修。因此，在去除密封时必须非常小心，以避免对部件造成进一步的损坏。

痛点 3：环境合规成本高、风险大

与制造铝制低压注塑模具相比，传统方法造成的材料浪费起初可能很小。但是，当您需要经常填写新的供应订单时，成本最终会开始增加。浇注也是劳动密集型的，这意味着您需要支付更多的工人工资。低压注塑模具使制造商能够加快生产周期、减少劳动力和降低材料消耗，从而弥补了最初较高的模具成本。

除了经济成本之外，传统涂料还经常使用可能对环境有毒的化学品。例如，灌封会使用异氰酸酯。短期吸入这种化合物会导致眼睛不适、鼻子和喉咙不适、气喘、咳嗽以及恶心等肠胃不适症状。

低压注塑成型技术实施指南

为了有效、稳定地实施低压注塑成型，制造商必须遵循一系列指导原则。这些准则涉及材料选择、模具设计、注塑机设置和过程控制。这些因素中的每一个都必须经过深思熟虑，并以电子零件或嵌入件的完美封装为中心。

• 材料选择： 所选材料必须与电子部件兼容，并具有适合预期应用的特性（防潮性、耐温性和化学兼容性）。
• 模具设计： 为使材料流动一致并避免出现焊缝，壁厚必须均匀一致，浇口的大小和位置必须合适。应避免出现尖角，以减少应力集中，从而导致裂缝。在注塑过程中，必须有足够的通风口以适当释放空气，避免形成气穴，从而导致次品。
• 安装成型机 必须按照制造商的建议，将注塑机设置为低压注塑的最佳参数，包括温度、压力、注塑速度和冷却时间。
• 过程控制： 必须持续监控关键成型参数，以确保部件质量的一致性。所有材料规格、参数、程序和故障排除指南都应记录在案。

设备选择表

低压注塑成型需要专门的设备，这些设备经过优化，能够处理精细的嵌件。温度控制和材料输送系统是关键部件，可决定系统封装易碎电子零件的成败。下表将为您的设备选择提供指导。

模具设计要点

在设计模具时，必须注意型芯、拔模角、分模线、顶出系统和冷却通道。模具设计策略首先要分析镶件的 2D/3D 图纸，其中包含尺寸、几何形状和公差。型芯设计以零件的几何形状为模型。模具设计中的其他重要考虑因素包括

• 草稿角度： 防止零件粘在模具上，以免在顶出时造成损坏。
• 临别赠言 应仔细考虑位置，尽量减少可能影响部件美观和结构完整性的可见性。
• 弹射系统： 顶针应有效，并尽量减少对成型部件的潜在损坏
• 冷却系统： 必须战略性地放置在模具内，以适当地循环冷却液，防止出现凹痕或翘曲。
• 可制造性设计 模具设计必须高效且相对容易生产。

低压注塑模具的行业应用

低压注塑具有广泛的工业应用，包括电子、汽车、医疗设备和航空航天。如果操作得当，它可以提供出色的防化学品、防尘和防潮保护。因此，它有助于延长密封部件的使用寿命。以下是 LPIM 的实际工业应用。

• 电子行业： 用于电路板、连接器和其他精密部件的涂层，以保护其免受潮湿、物理冲击和灰尘的影响。它还可以构成元件的结构部分。
• 汽车行业： 它主要用于将材料包覆在基材上，特别是汽车内饰，包括车门护板和行李架护板。
• 医疗设备： 医疗器械需要经常使用化学品或热量进行消毒。器械的敏感部分通常采用低压注塑封装，以确保在灭菌的同时不降低其效率。
• 航空航天工业： 低压注塑成型用于密封电缆连接，是一种更耐用、更永久的电缆连接解决方案。

向低压注塑成型的转变帮助制造商避免了传统电子零件封装的弊端，并使整个流程更快、更可持续。低压注塑成型的好处是巨大的。通过充分了解工艺流程，制造商可以正确选择最佳材料，达到预期效果。