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低壓注塑成型工藝

  • 低壓注塑工藝是一種以很低的注塑壓力(1.5~40bar)將熱熔膠材料注入模具並快速固化成型(幾秒~幾分鍾)的封裝工藝方法。以低壓注塑熱熔膠卓越的密封性和優秀的物理、化學性能來達到絕緣、耐溫、抗沖擊、減振、防潮、防水、防塵、耐化學腐蝕等功效,對電子元件起到良好的保護作用。與傳統的灌封工藝(如雙組份環氧樹脂或者硅酮灌封)相比,低壓注塑工藝不僅具有環保性,同時大幅度提高的生産效率可以幫助降低生産的總成本。
    一般低壓注塑成型工藝都應用在含有PCBA、極細導體焊接、強度偏低的連接器成型等。主要應用于精密、敏感的電子元器件的封裝與保護,包括:印刷線路板(PCB)、汽車電子産品、手機電池、線束、防水連接器、傳感器、微動開關、電感器、天線、環索等。

    一、低壓注塑成型工藝流程爲:置入電子元器件→ 注塑 → 測試
    1、熔膠:低壓注塑的注塑溫度大約在180~240攝氏度範圍內,將熱熔膠料填到注塑設備的溶膠缸中記性熔融。初始時填量可以達到60%-70%,然後隨著熱熔膠材料的慢慢消耗,膠量越來越少。當膠量減少到容量的30%~50%的時候,可再次裝填熱熔膠材,不要讓熔膠缸變空;
    2、注膠:低壓注塑膠料,熔融後流動性非常好,只需要很小的壓力就可以使其流淌到很小的模具空間中,所需的注塑壓力範圍在1.5~40bar。注:熱熔膠在上述溫度注射後,根據模具的不同設計,熱熔膠到達模具中的插入元器件時通常溫度範圍在130到180攝氏度間,當熱熔膠到達插入元件後,溫度還會不斷下降,所以對封裝的電子元器件不存在任何顯著損害。

    二、低壓注塑模具
    由于注塑壓力極低,模具可采用鑄鋁模,體積小,而不需要采用傳統的鋼材,非常易于模具的設計、開發和加工制造,可大大節約成本和開發周期。另外因爲低壓注塑不需要大噸位的鎖模力,甚至可以采用手動鎖模,所以模具的結構設計可以非常靈活。
    低壓注塑成型工藝,一般用來取代多步驟生産操作,如塑料外殼壓模後用環氧灌封。使用低壓注塑模壓成型通常能實現單步驟。當一個組件使用低壓注塑模壓成型時,通常無需額外的塑料外殼,模壓材料及外殼。

    三、低壓注塑工藝優點
    1、提升終端産品的性能。傳統注塑工藝因壓力過高而有缺陷,低壓注塑熱熔膠在熔融後只需要很小的壓力就可以使其流淌到很小的模具空間中,因而不會損壞需要封裝的脆弱元器件,極大程度地降低了廢品率;
    2、優異的保護效果。低壓成型工藝可以有效地對所封裝元器件起到密封、防潮、防水、防塵、耐化學腐蝕的作用。此外還可以兼顧包括耐高低溫,抗沖擊,絕緣性和阻燃性等在內的性能。
      1)密封性好:聚酰胺熱熔膠料熔化後具有良好的的粘接性能,可有效地對所封裝元器件起到密封、防潮、防水、防塵、耐化學腐蝕的作用。
      2)耐高低溫:耐環境溫度範圍爲-40℃到150℃,可以適用于各種惡劣的生産環境和使用環境。
      3)抗沖擊性:成型後具有良好的韌性,可減緩來自外界的沖擊力。
      4)電絕緣性:體積電阻在1011~1013之間,可做絕緣材料。
      5)阻燃性: 低壓注塑熱熔膠具有優良的阻燃性能,符合UL94V0標准。
      3、縮短産品開發周期。低壓成型模具可采用鑄鋁模,而不是鋼材,所以非常易于模具的設計、開發和加工制造,可縮短開發周期。 另外,相比費時的雙組份灌封工藝,低壓熱熔膠注塑成型的工藝周期可以縮減到幾秒至幾十秒,極大的促進了生産效率;
    4、節約總生産成本
      1)低壓注塑成型工藝的設備成本低。傳統注塑工藝設備系統,一般來說成本較高,其中包括購買高壓的注塑機,另外還必須有水冷系統以及昂貴的鋼模。而低壓注塑成型工藝設備系統一般比較簡單,僅由熱熔膠機、工作控制台以及模具三部份組成;
      2)由于注塑壓力極低,模具可采用鑄鋁模,易于模具的設計、開發和加工制造,可節約材料成本和開發周期;
      3)用低壓注塑成型工藝來替代傳統灌封工藝,淘汰了灌封工藝中必須使用的載體盒以及後加熱固化等費用;
      4)在PCB封裝時,相比灌封工藝,大量減少了封裝材料的使用量;
      5)由于低壓低溫,可極大地降低産成品的廢件次品率,避免了不必要的浪費。

    四、低壓注塑熱熔膠是否可以在所有應用中替代環氧樹脂
    雖然低壓注塑熱熔膠爲用戶提供了許多優勢,但環氧樹脂的粘合性能令人印象深刻,不容忽視。環氧樹脂的高穩定性與抗化學和物理條件苛刻的能力使得環氧樹脂成爲許多工業環境中可行的解決方案,尤其是那些需要與金屬産品一起使用的粘合劑的環氧樹脂。 環氧樹脂以其耐高溫的能力而聞名于世。以下是一些環氧樹脂將超過其他熱熔膠和其他類型粘合劑的合理選擇的例子: ? 航天産品的發展 ? 制造需要耐化學品的産品 ? 建設需要持續耐熱的産品 ? 滅菌設備的制造 ? 尋求替代焊接的應用。 顯然,環氧樹脂的好處值得在各種應用中考慮,尤其是那些需要對惡劣環境有卓越抵抗力的應用。

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