Đúc áp lực thấp (LPM) (bằng vật liệu hot-melt) là một quá trình thường được sử dụng để đóng gói và bảo vệ môi trường các thành phần điện tử (như bảng mạch). Mục đích là để bảo vệ thiết bị điện tử chống ẩm, bụi bẩn và rung. Đúc áp suất thấp cũng được sử dụng để niêm phong các đầu nối và khuôn đúc và giảm căng.
Mấu chốt của quá trình này là nguyên liệu thô và thiết bị đúc chuyên dụng. Vật liệu polyamide dựa trên axit Dimer, được gọi là hot-melt, được sử dụng làm hợp chất đúc. Chúng là nhựa nhiệt dẻo, tức là vật liệu, khi được nung nóng, trở nên ít nhớt hơn và có thể định hình lại, sau đó cứng lại để giữ hình dạng mong muốn khi hạ nhiệt. Các vật liệu polyamide này khác với các loại nhựa nhiệt dẻo khác ở hai khu vực chính:
- Độ nhớt: Ở nhiệt độ xử lý (410F / 210C) độ nhớt rất thấp, thường là khoảng 3.000 centi-poise. Vật liệu có độ nhớt thấp đòi hỏi áp suất phun thấp để bơm vào khoang. Trên thực tế, việc sử dụng bơm bánh răng đơn giản để bơm vật liệu polyamide là bình thường. Áp suất phun thấp là tối quan trọng, khi đúc quá mức thành phần điện tử tương đối dễ vỡ.
- Độ bám dính: Vật liệu polyamide về cơ bản là chất kết dính nóng chảy hiệu suất cao. Các đặc tính kết dính của polyamide là những gì niêm phong một chất nền được chọn. Loại bám dính hoàn toàn là cơ học, tức là không có phản ứng hóa học xảy ra.
(Xem Thiết kế khuôn và đồ gá)
Quy trình
Vật liệu polyamide được đun nóng cho đến khi chất lỏng (thường ở 410F / 210C). Vật liệu Polyamide lỏng nóng sau đó được bơm ở áp suất rất thấp, thường là 50 đến 200 psi (3,5 đến 14 bar) vào một bộ khuôn lạnh tương đối (65F / 18C). Vật liệu polyamide có độ nhớt thấp chảy nhẹ vào khoang đặt khuôn và xung quanh các thiết bị điện tử được đóng gói. Nó cũng bắt đầu hạ nhiệt ngay khi chạm vào khoang đặt khuôn và các thiết bị điện tử. Một khoang đặt khuôn thường được lấp đầy trong vài giây nhưng chu kỳ đúc đầy đủ điển hình là 20 đến 45 giây. Khi vật liệu Polyamide bắt đầu hạ nhiệt, nó cũng bắt đầu co lại. Do đó áp lực phun liên tục được áp dụng cho khoang, ngay cả sau khi lấp đầy ban đầu. Điều này được thực hiện để bù cho sự co ngót xảy ra một cách tự nhiên khi vật liệu Polyamide chuyển từ dạng lỏng sang dạng rắn (tức là nóng sang lạnh). Nhiệt độ Polyamide không quá nóng đối với thiết bị điện tử và không nóng chảy lại hoặc chảy lại chất hàn. Điều này chỉ đơn giản là vì bộ khuôn lạnh tương đối sẽ hấp thụ sức nóng của nhiệt, do đó làm giảm nhiệt độ mà bảng mạch có thể nhìn thấy. Hàng triệu bảng mạch được đúc quá mức thành công mà không gây ra bất kỳ tác hại nào trong quá trình. Áp suất phun thấp không làm căng khớp hàn dễ vỡ.
Sử dụng
Quá trình đúc áp suất thấp ban đầu được phát minh ở châu Âu vào những năm 1970 bởi các công ty chất kết dính như Henkel AG & Co. KGaA ở Đức và Bostik ở Pháp để hàn các đầu nối và tạo ra các đầu căng cho dây. Việc sử dụng thương mại đầu tiên của quá trình đúc áp suất thấp là trong ngành công nghiệp ô tô. Động lực là để thay thế các quy trình bầu độc hại và cồng kềnh, thời gian chu kỳ nhanh hơn, các bộ phận nhẹ hơn và các thành phần an toàn với môi trường và cho một số ứng dụng để thay thế ống co nhiệt. Kể từ đó, áp suất thấp đã lan rộng ra các lĩnh vực khác như sản phẩm công nghiệp, y tế, sản phẩm tiêu dùng, quân sự, dây nịt và bất kỳ sản phẩm độc đáo nào cần được niêm phong và bảo vệ chống lại môi trường, như cảm biến ô tô trong cabin và thậm chí dưới mui xe , Ổ USB, thẻ RF ID, cảm biến độ ẩm, bảng điều khiển động cơ, sản phẩm tiêu dùng. Về bản chất, quá trình này hoạt động như một nền tảng trung gian giữa quá trình ép phun nhựa, khiến các thành phần chịu áp suất và nhiệt độ cao thường có thể làm hỏng chúng và làm bằng nhựa với một quá trình liên quan đến chất thải và thời gian lưu hóa dài.