在當(dāng)今科技迅速發(fā)展的時代,尤其是消費電子產(chǎn)品日新月異,對材料、工藝、產(chǎn)品外觀設(shè)計、結(jié)構(gòu)、功能等都提出了越來越高的要求。為此,工業(yè)粘合劑作為產(chǎn)品組裝過程中不可或缺的工業(yè)物料之一,也迎來了全新的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。
現(xiàn)代制造業(yè)需要什么?
2013年4月,德國在漢諾威工業(yè)博覽會上首先提出工業(yè)4.0的概念,其后的2015年5月8日中國政府提出了《中國制造2025規(guī)劃》。隨著德國《工業(yè)4.0》和《中國制造2025規(guī)劃》的提出與推進,以消費電子、汽車制造、精密機械、醫(yī)療器械等為首的制造業(yè)急需產(chǎn)業(yè)升級。此次產(chǎn)業(yè)升級是全面的升級,包括從產(chǎn)品設(shè)計到工藝革新,從品質(zhì)優(yōu)化到市場定位。
此次產(chǎn)業(yè)升級也是現(xiàn)代制造型企業(yè)具有核心競爭力的必由之路。以品質(zhì)優(yōu)化為例:FPC基材是電子制造業(yè)中十分重要的材料之一,其目前的線寬/線距公差一般認為在10微米,但未來幾年這一要求將逐漸提高到5微米,甚至?xí)_到3微米。僅僅這一微小的要求改變,對相應(yīng)的原材料尺寸的穩(wěn)定性、銅箔厚度波動控制以及后續(xù)的SMT工藝、自動化系統(tǒng)和測試系統(tǒng)都有全面的提升要求。
企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何應(yīng)對?
為適應(yīng)這一新時代的產(chǎn)業(yè)升級需求、節(jié)省能源、降低成本,企業(yè)必須不斷:
1. 對產(chǎn)品設(shè)計進行優(yōu)化,這包括:
a) 美學(xué)設(shè)計:比如產(chǎn)品要簡約,色調(diào)要符合潮流;
b) 輕量化設(shè)計:比如消費電子產(chǎn)品的超薄化、窄邊框;
c) 增加新的功能:比如手機的前置雙攝像頭、指紋識別、3Dtouch等功能;
2. 對新材料進行探索:比如納米涂層材料,記憶材料,各種新型的工程塑料等;
3. 對新技術(shù)進行開發(fā):比如消費電子中OLED顯示屏技術(shù),近年比較流行的無線充電、快速充電技術(shù),指紋識別技術(shù)從光學(xué)技術(shù)發(fā)展到硅技術(shù),再到超聲波技術(shù)等;
4. 對新工藝進行采納:比如焊點用電阻焊加膠水代替等。
工業(yè)粘合劑實現(xiàn)連接有什么特點?
工業(yè)粘合劑,即工業(yè)膠水作為一種連接方式,具有如下特點:
輕:它不同于繁冗的機械連接,比如鉚接、螺紋連接、焊接,而是采用樹脂類型的粘接,能有效地減輕產(chǎn)品的重量,讓設(shè)計更加簡潔而實用;
微:機械連接、物理連接不能達到的區(qū)域,工業(yè)膠水完全勝任這個挑戰(zhàn),粘接面積可以是幾平方毫米,粘接縫隙可以是微米級別, 對狹小縫隙的填充、密封以及保護作用,都可以完美實現(xiàn);
快:UV紫外粘接,幾秒,甚至是1秒直接實現(xiàn)高效固化,適合大量的消費類電子產(chǎn)品,同時能耗相對較少;
強:粘接工藝的內(nèi)應(yīng)力小,多數(shù)情況下是面結(jié)合,同時工業(yè)膠水通過材料內(nèi)聚力和表面粘接力,提供強有力的粘接效果;
雜:金屬與金屬,塑料與塑料,金屬與塑料,都可以實現(xiàn)粘接緊固,還可以使用膠水達到填充、包封、保護、固定等作用;
正是由于工業(yè)粘接工藝的上述優(yōu)勢,它在現(xiàn)代制造業(yè)中必將更廣泛地替代傳統(tǒng)工藝而發(fā)揮越來越大的作用,如消費電子的小喇叭和攝像模組幾乎全部是用工業(yè)粘合劑粘接起來的,工業(yè)粘合劑在其中發(fā)揮了不可或缺的作用。
工業(yè)粘合劑有什么特殊性?
工業(yè)膠水屬于精細化工行業(yè),但它使用面廣很廣,幾乎無處不在,而且膠水種類多、甚至是一家供應(yīng)商旗下就會有好幾百款產(chǎn)品。另外,膠水選型需要有專業(yè)的知識和背景,它涉及到材料、化工、表面處理、電化學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝等諸多方面,會影響到生產(chǎn)效率、良率、成本以及產(chǎn)品功能、品質(zhì)等。而且,膠水的正確使用與生產(chǎn)工藝息息相關(guān),是一個多學(xué)科交叉的任務(wù);最后,膠水的運輸和存儲有嚴格的規(guī)定要求。
正是由于工業(yè)膠水的這些特殊性,很少有企業(yè)能真正把它用好;而且很多企業(yè)就是因為在使用工業(yè)膠水上出了問題,導(dǎo)致項目拖延,產(chǎn)品良率不高,生產(chǎn)效率低下,甚至影響企業(yè)的競爭力與生存空間。
粘接工藝在現(xiàn)代制造業(yè)中起什么作用?
粘接最基本的作用就是連接作用。但在現(xiàn)代制造業(yè)中,隨著科技的發(fā)展,人們對膠水的性能要求、對膠水所起的作用的期盼,以及對膠水應(yīng)用范圍和適應(yīng)范圍的期待都越來越高。下面我們就分別梳理一下工業(yè)膠水在制造業(yè)中的作用。
機械及物理連接,這是膠水最基本的功能??梢詮膬蓚€方面考慮:一方面是承受荷載并傳遞外力;在此,膠水的主要作用就是把兩個零部件緊緊地固定在一起,并且能把外力從一個零部件傳遞到另一個零部件,比如電鋸的刀片和盤芯,就是靠膠水粘接起來,并把電鋸工作過程中的力(扭矩)傳遞到刀片上去的。另外,電機轉(zhuǎn)子與軸的鏈接也是同樣的道理。一般而言,對于承受荷載類型的膠水而言,它應(yīng)當(dāng)具有極高的粘接強度和很好的抗沖擊性,同時,又具有很好的施膠工藝性和快速固化等特點;
對于起物理連接作用的膠水,主要是產(chǎn)品組裝過程中,把不同材質(zhì)的零部件或元器件,尤其是尺寸比較微小的零部件,往往很難或者不可能用其他機械連接的方式組裝,故而采用工業(yè)膠水進行組裝。這類膠水往往要有很好的點膠控制性,即可以實現(xiàn)精密施膠,而且固化速度快、粘接后可靠性高。
保護作用是膠水除了連接作用以外的又一重要作用。隨著人們生活水平的提高,電子產(chǎn)品,尤其是消費電子產(chǎn)品在我們的日常生活中越來越扮演著不可或缺的角色。電子產(chǎn)品中有大量的元器件,它們分別以不同的方式組裝在PCB板或FPCB板上,而且隨著產(chǎn)品設(shè)計越來越微型化、輕量化,電子元器件也不斷地更加趨于集成化,電路也更加趨于緊湊,使得元器件之間的空隙和器件本身的pin腳間距越來越小。同時,這些元器件往往會暴露在惡劣的環(huán)境中,比如十分潮濕的衛(wèi)生間或粉塵很大的特殊場合,甚至人們希望在游泳的時候還能用手機拍照或聽歌。所有這些改變和要求都使得整個電路板或者多數(shù)元器件必須被保護起來,而不會在惡劣的環(huán)境下遭受短路、受腐蝕或受外力擠壓而失效!膠水在這種保護中起到了不可或缺的作用。
膠水的多重功能是膠水行業(yè)進步的重要標志之一,如在實現(xiàn)物力連接的同時,也實現(xiàn)起到導(dǎo)電的作用。這里,還包括了替代焊錫功能的導(dǎo)電和實現(xiàn)接地功能的導(dǎo)電。焊錫是傳統(tǒng)的把導(dǎo)線連接起來,使其實現(xiàn)導(dǎo)通的連接方式,但它的不足之處是往往焊點比較大,所占空間高,在電子元器件越來越輕薄的情況下,使用便受限了。另外,它實現(xiàn)連接要靠高溫熔化,所以產(chǎn)品有經(jīng)受高溫的過程,對于那些無法承受高溫的元器件或產(chǎn)品,則無法實現(xiàn)。為此,導(dǎo)電膠就可以代替焊錫,即克服了它的不足,又實現(xiàn)了連接和導(dǎo)電的雙重作用。
隨著工業(yè)膠水在各個行業(yè)的不斷廣泛深入使用,其功能也越來越趨于多元化,而且呈現(xiàn)出不同行業(yè)也具有各自的需求特點,表現(xiàn)出了明顯的與行業(yè)或產(chǎn)品性能相關(guān)的特殊功能,這些特殊功能對膠水就提出了新的需求。如在光學(xué)和光通訊行業(yè),就要求膠水要有很低的收縮率,良好的耐黃變性能,在某個特定波段的透光率要達到一定的指標等;再如有的與聲學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品也希望膠水有一定的降噪和優(yōu)化聲學(xué)效果的功能;還如有的行業(yè)渴望有能長期耐溫150度或者是180度的UV膠等等。
通過以上分析可見,膠水作為一種最為傳統(tǒng)的連接方式,在現(xiàn)代制造業(yè)中的作用越來越趨于多元化、多功能化,而這種趨勢給膠粘劑這個行業(yè)注入了無限的活力與生命,同時也提出了全新的挑戰(zhàn)!