Современные электронные компоненты, такие как печатные платы в корпусе (PCBA) и чувствительные датчики, становятся все более миниатюрными и хрупкими. Традиционные методы герметизации, такие как трудоемкое заливание или агрессивное литье под высоким давлением, зачастую не соответствуют современным требованиям к быстрому, экономичному и обеспечивающему высокую степень защиты производству.
Именно здесь на помощь приходит технология литья под низким давлением (LPM). В этом подробном руководстве мы рассмотрим принципы работы LPM, сравним её с традиционным литьем и объясним, почему она является оптимальным решением для защиты чувствительной электроники.
Что такое формование под низким давлением (LPM)?
Литье под низким давлением — это специализированный производственный процесс, предназначенный для герметизации и защиты хрупких электронных компонентов. В отличие от традиционного литья пластмасс под давлением, при литье под низким давлением используются значительно более низкие давления впрыска и более умеренные температуры, что позволяет избежать повреждения хрупких деталей.
Основной принцип и процесс
Процесс LPM заключается в плавлении высокоэффективных термопластичных клеев и впрыскивании их в полость формы, в которой находится электронный компонент. Поскольку давление впрыска обычно поддерживается в диапазоне от 1,5 до 40 бар, расплавленный материал аккуратно обволакивает печатную плату с монтажными компонентами (PCBA) или жгут проводов, не вызывая структурных напряжений, не разрушая паяные соединения и не повреждая поверхностно-монтируемые компоненты (SMD).
Основные материалы, используемые в LPM
В LPM в основном используются термоплавкие клеи на основе полиамида (PA) и полиолефина. Эти материалы обладают уникальными свойствами, поскольку они не только выполняют функцию клея, но и служат в качестве несущей конструкции корпуса.
- Превосходная адгезия: они образуют водонепроницаемую химическую связь с такими материалами, как ПВХ, полиуретан и металлы.
- Экологичность: это однокомпонентные материалы, не содержащие растворителей и не выделяющие летучих органических соединений (ЛОС).
Литье под низким давлением и традиционное литье под давлением
Многие инженеры задаются вопросом, когда следует переходить от традиционного литья к LPM. Основные различия заключаются в рабочих параметрах и необходимом инструменте.
Различия в давлении, температуре и инструментах
Сравнение технических данных в сфере B2B:
| Особенность | Литье под низким давлением (LPM) | Традиционное литье под давлением | Традиционное выращивание в горшках |
| Давление впрыска | 1.5 — 40 bar | 500 — 1,500+ bar | Не применимо (разливается самотеком) |
| Температура материала | 180°C — 240°C | 200°C — 350°C+ | От комнатной температуры до 80 °C |
| Материал инструмента | Алюминиевые формы (дешевле, быстрее) | Формы из закаленной стали (дорогостоящие) | Простые светильники |
| Время цикла | от 10 до 60 секунд | от 15 до 60 секунд | от 2 до 24 часов |
| Уровень защиты | IP67 / IP68 (водонепроницаемый) | От умеренного до высокого | Высокий |
Почему традиционное литье не подходит для хрупкой электроники
При воздействии давления в 1000 бар на незащищенную печатную плату компоненты мгновенно деформируются, а микропроволоки — обрываются. Кроме того, высокие температуры, характерные для инженерных пластиков (таких как поликарбонат или нейлон), могут легко расплавить паяльные пасты, используемые в современных печатных платах. Технология LPM полностью устраняет эти риски за счет применения мягкого потока с низкой вязкостью.
Основные преимущества литья под низким давлением
1. Превосходная защита (водонепроницаемость и амортизация)
Полиамидные клеи, используемые в технологии LPM, обладают исключительными герметизирующими свойствами. Детали, герметизированные с помощью LPM, без труда соответствуют требованиям к водонепроницаемости по стандартам IP67 или IP68, что обеспечивает их устойчивость к воздействию влаги, пыли, вибрации и термическим ударам.
2. Экономия средств и времени
Поскольку давление впрыска очень низкое, в технологии LPM используются алюминиевые формы вместо дорогостоящих форм из закаленной стали. Это позволяет сократить затраты на инструменты почти на 50 % и значительно сократить сроки изготовления. По сравнению с традиционным процессом заливки полимерной смолой (отвердевание которой занимает несколько часов), детали, изготовленные по технологии LPM, затвердевают за считанные секунды, что значительно повышает производительность.
3. Экологичность и устойчивость
Полиамидные материалы производятся из природных возобновляемых ресурсов (таких как соевое или касторовое масло). Они нетоксичны, при переработке не выделяют вредных паров и не требуют добавления вторичных отвердителей.
Типичные области применения LPM в производстве
Система LPM широко применяется в различных отраслях, где требуется использование надежной электроники:
- Автомобильная электроника: датчики, микровыключатели и корпуса блоков управления двигателем, которые должны выдерживать условия эксплуатации под капотом.
- Медицинское оборудование: носимые устройства для мониторинга здоровья и датчики для пациентов, требующие биосовместимой и водонепроницаемой защиты.
- Кабельные жгуты и разъемы: обеспечение разгрузки от натяжения и герметичности для кабелей, предназначенных для работы в тяжелых условиях.
Основные рекомендации по проектированию для литья под низким давлением
Для обеспечения успешной реализации проекта LPM инженерам следует руководствоваться следующими рекомендациями по DFM (проектированию с учетом технологичности):
- Толщина слоя клея: над чувствительными компонентами следует поддерживать минимальную толщину слоя клея от 1,5 до 2,0 мм для обеспечения надлежащей тепловой и механической защиты.
- Углы скоса: несмотря на то что полиамиды при охлаждении дают небольшую усадку (что облегчает извлечение изделия из формы), для продления срока службы формы настоятельно рекомендуется применять углы скоса от 1° до 2° на вертикальных стенках.
- Размещение компонентов: располагайте высокие электронные компоненты вдали от краев формы, чтобы обеспечить беспрепятственное движение материала.
Почему стоит выбрать BFY Mold для реализации ваших проектов по литью под низким давлением?
Обладая более чем 20-летним опытом в области литья пластмасс по индивидуальным заказам и изготовления пресс-форм, компания BFY Mold является вашим надежным партнером в сфере высокоточного производства.
- Прецизионные алюминиевые пресс-формы: Мы изготавливаем высококачественные алюминиевые пресс-формы методом литья под давлением (LPM) с жесткими допусками до ±0,05 мм.
- Быстрое выполнение заказов: благодаря нашим возможностям в области быстрого прототипирования и собственной обработке на станках с ЧПУ мы можем изготовить пресс-формы всего за 15–30 дней.
- Полный контроль качества: мы имеем сертификат ISO и проводим тщательные испытания на степень защиты IP, чтобы гарантировать надежную защиту вашей электроники.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Является ли литье под низким давлением водонепроницаемым?
Да. Термоплавкие клеи, используемые в процессе формования под низким давлением, химически связываются с проводами и печатными платами, образуя водонепроницаемое уплотнение, которое без труда соответствует стандартам водонепроницаемости IP67 и IP68.
Вопрос 2: Каковы типичные сроки изготовления инструментов LPM?
Поскольку в технологии LPM используются алюминиевые формы, их изготовление занимает гораздо меньше времени, чем в случае традиционных стальных форм. В компании BFY Mold стандартные сроки изготовления составляют от 2 до 4 недель в зависимости от сложности детали.
Вопрос 3: Может ли LPM заменить традиционные герметики?
Безусловно. Технология LPM позволяет избавиться от трудоемкого и грязного процесса заливки. Вместо того чтобы ждать 24 часа, пока затвердеет эпоксидная смола, детали, изготовленные по технологии LPM, полностью отвердевают и готовы к сборке менее чем за 60 секунд.
Готовы защитить свои электронные компоненты?
Правильный выбор метода герметизации имеет решающее значение для срока службы вашей продукции. Если вы занимаетесь разработкой защищенных датчиков, медицинского оборудования или автомобильной электроники, наша команда инженеров готова вам помочь.
[Свяжитесь с BFY Mold сегодня], чтобы получить бесплатную оценку проекта и конкурентоспособное ценовое предложение в течение 24 часов.
