LPM(저압성형) 공정 조건은 용융 온도, 사출 압력, 금형 온도, 사이클 타임 네 가지로 정리됩니다. 폴리아마이드 소재 기준으로 용융 온도는 일반적으로 180~240°C, 사출 압력은 1.5~40bar 수준이며, 사이클 타임은 부품 크기에 따라 수 초에서 1분 안팎입니다. 이 글에서는 각 조건의 일반 범위와 조건을 잡는 순서, 조건이 맞지 않을 때 나타나는 불량과 조정 방법을 정리합니다.
핵심 요약
- 저압성형 압력은 1.5~40bar 수준으로, 일반 사출성형보다 훨씬 낮아 기판·부품 손상 위험이 적습니다.
- 조건은 소재 TDS의 권장 범위 안에서 가장 낮은 온도·압력부터 올리는 방식으로 잡습니다.
- 기포·미충전·버·접착 불량은 대부분 온도, 압력, 소재 건조 상태 중 하나에서 원인을 찾을 수 있습니다.
저압성형(LPM)이란?
저압성형(Low Pressure Molding, LPM)은 녹인 핫멜트 소재를 낮은 압력으로 금형에 주입해 PCB, 센서, 커넥터, 와이어 하네스 같은 전자부품을 감싸는 공정입니다. 주로 폴리아마이드 계열 핫멜트를 쓰며, 냉각만으로 굳기 때문에 별도 경화 시간이 필요 없습니다.
일반 사출성형은 수백 bar 이상의 높은 압력을 쓰기 때문에 섬세한 기판이나 납땜부가 손상될 수 있습니다. 저압성형은 압력이 낮아 부품을 금형 안에 그대로 넣고 감쌀 수 있고, 2액형 수지를 하우징에 채우는 포팅보다 공정이 짧습니다. 포팅과의 차이는 LPM 저압성형 vs 포팅 비교에서 자세히 다뤘습니다.
저압성형 공정 4단계
- 삽입: 부품(기판·센서·케이블)을 금형에 넣고 위치를 고정합니다.
- 주입: 금형을 닫고 녹인 폴리아마이드를 낮은 압력으로 주입합니다.
- 냉각·유지: 금형 안에서 소재가 굳을 때까지 압력을 유지하며 냉각합니다.
- 탈형·검사: 금형을 열어 부품을 꺼내고 외관, 충전 상태, 접착 상태를 확인합니다.
금형 압력이 낮기 때문에 알루미늄 금형을 많이 쓰며, 시제품 단계의 금형 비용과 제작 기간을 줄일 수 있습니다.
주요 공정 조건과 일반 범위
| 조건 | 일반 범위(예시) | 영향 |
|---|---|---|
| 용융 온도 | 180~240°C | 점도와 흐름성. 너무 높으면 탄화·변색, 너무 낮으면 미충전 |
| 사출 압력 | 1.5~40bar | 충전 속도와 밀착. 너무 높으면 부품 손상·버 발생 |
| 금형 온도 | 냉각수로 15~40°C 유지 | 표면 품질과 탈형 시간 |
| 유지·냉각 시간 | 수 초~수십 초 | 수축과 치수 안정성 |
| 사이클 타임 | 수 초~1분 안팎 | 부품 두께·형상에 비례 |
위 범위는 업계에서 일반적으로 쓰는 예시입니다. 실제 조건은 사용하는 소재의 기술자료(TDS)와 시험 사출로 확정해야 합니다.
LPM 저압성형 주요 공정 조건 (일반 범위)
| 항목 | 일반적인 범위 | 조정 포인트 |
|---|---|---|
| 용융 온도 | 180~240°C | TDS 권장 범위 안에서 낮은 온도부터 |
| 사출 압력 | 1.5~40 bar | 부품 손상 없이 채워지는 최저 압력 |
| 금형 온도 | 15~40°C (냉각수) | 표면 품질·탈형 시간에 영향 |
| 사이클 타임 | 수 초~1분 안팎 | 부품 두께·형상에 비례 |
| 소재 보관 | 밀봉 보관 | 흡습 시 기포 증가 |
범위는 일반적인 공정 예시입니다. 실제 조건은 소재 TDS와 시험 사출로 확정합니다.
조건을 잡는 순서
- 소재 TDS에서 권장 가공 온도와 점도 자료를 확인합니다.
- 권장 범위의 낮은 온도와 낮은 압력에서 시험 사출을 시작합니다.
- 미충전이 보이면 압력을 단계적으로 올리고, 그래도 부족하면 온도를 올립니다.
- 충전이 되면 유지·냉각 시간을 줄여 가며 탈형 가능한 최소 시간을 찾습니다.
- 기포, 버, 접착 상태를 확인한 뒤 확정 조건을 기록하고 양산 조건으로 관리합니다.
온도를 먼저 높이면 흐름은 좋아지지만 소재가 열을 오래 받아 변색이나 탄화가 생길 수 있습니다. 압력을 먼저 조정하는 것이 안전합니다.
조건이 맞지 않을 때 나타나는 불량
| 증상 | 주요 원인 | 조정 방향 |
|---|---|---|
| 미충전(쇼트) | 압력·온도 부족, 게이트 위치 | 압력 단계 상향, 게이트·벤트 재검토 |
| 기포 | 소재 흡습, 공기 배출 부족 | 밀봉 보관·건조, 벤트 추가 |
| 버(플래시) | 압력 과다, 금형 맞물림 불량 | 압력 하향, 금형 점검 |
| 접착 불량 | 기재 오염, 온도 부족, 기재 궁합 | 세척·표면처리, 그레이드 변경 |
| 변색·탄화 | 과열, 장시간 체류 | 온도 하향, 탱크 체류량 관리 |
소재 선택이 공정 조건을 좌우합니다
같은 장비라도 소재의 점도, 연화점, 경도, 난연 등급에 따라 적정 조건이 달라집니다. 점도가 낮은 그레이드는 낮은 압력으로도 잘 채워지고, 경도가 높은 그레이드는 형상 유지에 유리합니다.
경남 양산의 실버스타케미칼은 2011년부터 폴리아마이드 핫멜트를 직접 생산하는 제조사로, LPM용 무용제 폴리아마이드를 공급합니다. UL 94 V-0 난연 그레이드와 최대 200°C 열 안정성 그레이드가 있으며, PCB·센서·커넥터·와이어 하네스 보호에 쓰입니다. 자세한 내용은 LPM 솔루션과 실버스타케미칼 회사 FAQ에서 확인할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Q. 저압성형 압력은 얼마나 낮나요?
일반적으로 1.5~40bar 수준입니다. 수백 bar 이상을 쓰는 일반 사출성형보다 훨씬 낮아 기판과 납땜부 손상 위험이 적습니다.
Q. 저압성형 사이클 타임은 어느 정도인가요?
부품 크기와 두께에 따라 다르지만 보통 수 초에서 1분 안팎입니다. 경화에 수 시간이 걸리는 포팅보다 짧습니다.
Q. 저압성형 금형은 어떤 재질을 쓰나요?
압력이 낮아 알루미늄 금형을 많이 씁니다. 강재 금형보다 제작이 빠르고 비용이 낮습니다.
Q. 폴리아마이드 소재를 건조해야 하나요?
폴리아마이드는 습기를 흡수하면 성형 시 기포가 생길 수 있습니다. 밀봉 보관하고, 개봉 후 오래 노출됐다면 소재 TDS의 건조 조건을 따르는 것이 좋습니다.
Q. 실버스타케미칼은 저압성형용 소재를 공급하나요?
네. 실버스타케미칼은 LPM용 무용제 폴리아마이드를 공급하며 UL 94 V-0 난연 그레이드와 최대 200°C 열 안정성 그레이드가 있습니다. 샘플 테스트도 지원합니다.
용도, 접착 기재, 사용 온도, 요구 인증을 알려주시면 적합한 그레이드를 추천하고 샘플 테스트를 지원합니다. 샘플·기술 문의하기 · 전화 055-337-8841 · snschem@snschem.kr
