專注于膠粘劑的研發制造
近年來,隨著5G、AI等新技術的迅猛發展和快速普及,終端產品智能化已成趨勢,加上電子產品的多功能化和高度集成化,使得更多的微系統和微小尺寸的元器件不斷被采納。而我國工業產值與工業產品需求的快速增長,以及全球膠粘劑行業的生產與消費中心向我國轉移,也為我國膠粘劑行業實現產銷量持續增長提供了必要條件。如何適應消費電子產品的各種功能需求,對膠粘劑材料和工藝進行優化,充分利用材料的特性,實現對產品的綠色高效膠連尤其關鍵,膠粘劑與智能點膠技術也由此成為近年來發展空間最為迅猛的行業之一。
電子膠粘劑種類、應用及發展
雖說膠粘劑已從主要用于包裝、木制品、紡織、輕工、建筑等行業擴展到了新能源、機械制造、交通運輸、電子電器、醫療等新興領域,是消費者日常生活以及國民經濟生產中重要的化工產品,但不同行業對于膠粘劑的要求仍不盡相同。例如電子膠粘劑供應商和相關行業要求膠水能適應高效、精確的點膠工藝,有的元器件的保護希望膠水溢膠部分不超過0.5甚至是0.2毫米,有的希望包封的厚度是50微米;再比如一些多功能的膠水,含有不同的填充物,即填料,致使其粘度比較高、磨損性比較強!這給噴膠工藝帶來了巨大的困難。
主要膠粘劑產品及用途,資料來源智研咨詢整理
不難看出,膠粘劑被廣泛應用于電子產品等領域,例如智能手機、傳統的功能手機、可穿戴設備、以及平板電腦等。不同應用領域需求的膠粘劑產品種類具有一定的差異,同時需求量與價格也具有一定的差異。智研咨詢發布的《2021-2027年中國膠粘劑行業市場分析及投資潛力研究報告》數據顯示:移動電子用膠粘劑制造業作為我國膠粘劑產業的重要組成部分及移動電子制造業配套產業之一,國內企業研發生產能力均有較大水平的提升,國產產品在滿足國內市場需求的同時還出口至海外市場。據統計2020年我國移動電子用膠粘劑產量為4.52萬噸,同期國內消費量為4.20萬噸。
點膠技術在3C行業的應用
隨著膠粘劑在電子領域的應用普及,點膠設備的需求更加復雜與多樣化,為了適應電子產品的“小型化”發展,電子行業的用膠量越來越微小化,對于點膠注膠定位精度,流體控制,可靠性要求越來越嚴格,并且追求設備的高速化和自動化,以獲得最佳的噴涂和膠粘效果。同時,3C電子、半導體等行業進入高速發展期,成為了膠粘劑和點膠市場新一輪的增長引擎,也成為了電子膠企業和點膠設備施展拳腳的大舞臺。數據表明,我國3C產業點膠設備市場規模過去幾年內年復合增速達到了36%左右,預計到2024年將實現42億的產業規模。
不過,3C生產線的柔性化需求,要求應用的工業機器人可隨時調整、隨時變化,生產線的柔性化生產方式對點膠機的操作也比以往有了更高的要求,提高點膠設備的點膠水平和點膠質量將會是點膠工藝與設備研發工作的重點目標。消費電子類產品點膠加工過程需要精確控制膠水的出膠量,也需要去調整運行的速度,要特別重視出膠氣壓,這些參數都可以根據要點膠的不同產品如智能可穿戴設備、手機、TWS耳機、平板電腦等去進行調整。
△圖片來源:前瞻產業研究院
點膠工藝要求與特點介紹
點膠過程中的工藝控制易出現以下工藝缺陷:膠點大小不合格、拉絲、膠水浸染焊盤、固化強度不好易掉片等。因此進行點膠各項技術工藝參數的控制是解決問題的辦法,在生產中應該按照實際情況來調整各參數,既要保證生產質量,又能提高生產效率。
點膠量的大小-根據工作經驗,膠點直徑的大小應為焊盤間距的一半,貼片后膠點直徑應為膠點直徑的1.5倍。這樣就可以保證有充足的膠水來粘結元件又避免過多膠水浸染焊盤。點膠量多少由點膠時間長短及點膠量來決定,實際中應根據生產情況(室溫、膠水的粘性等)選擇點膠參數。
點膠壓力-目前點膠機采用給點膠針頭膠筒施加一個壓力來保證足夠膠水擠出點膠嘴。應根據同品質的膠水、工作環境溫度來選擇壓力。環境溫度高則會使膠水粘度變小、流動性變好,這時需調低壓力就可保證膠水的供給,反之亦然。
點膠嘴大小-在工作實際中,點膠嘴內徑大小應為點膠膠點直徑的1/2,點膠過程中,應根據PCB上焊盤大小來選取點膠嘴,既需要保證膠點質量,又可以提高生產效率。
點膠嘴與PCB板間的距離-不同的點膠機采用不同的針頭,點膠嘴有一定的止動度。每次工作開始應保證點膠嘴的止動桿接觸到PCB。
固化溫度曲線-對于膠水的固化,一般生產廠家已給出溫度曲線。在實際應盡可能采用較高溫度來固化,使膠水固化后有足夠強度。
氣泡-膠水一定不能有氣泡。一個小小氣泡就會造成許多焊盤沒有膠水;每次裝膠水時時應排空膠瓶里的空氣,防止出現空打現象。
以智能手機為例,市面上智能手機點膠加工通用的工藝大致有,手機主板的固定點膠代加工、塑料殼體的粘合點膠代加工、手機屏幕與邊框的粘接點膠代加工、攝像頭窗口定位點膠代加工、側按鍵粘接固定點膠代加工、充電和耳機插孔固定點膠代加工等,不同品牌的手機所要求的功能不一樣,因此不同的智能手機點膠加工的需求也不同。智能手機用點膠機也基本由原來普通的皮帶氣壓式點膠機,變為伺服絲杠帶視覺帶壓電噴射閥或高精度點膠控制器的高精度點膠機,甚至帶有自動上下料和其他輔助功能的在線式點膠機,設備價值也從2-3萬元每臺,攀升至15-20萬每臺,甚至30-40萬每臺,設備價值提升8-20倍。
消費電子產品市場的另一個寵兒——TWS耳機被認為是增長最快的智能穿戴設備,最近幾年是以連年翻番的趨勢在增長,各大品牌商競相爭奪市場份額。相比手機、平板等產品,它體積更小、可粘接面更小、小時產量更高。目前的結構粘接方案,主要有PUR熱熔膠、單組份環氧、以及雙組分丙烯酸,配合相應的各類自動點膠設備。這些方案各有優缺點。為了滿足粘接性能的同時,解決高速度、高精度的點膠,已有廠家在開發新型雙組分膠水配合噴射閥點膠。
5G、IoT、AI等新興技術在3C、半導體、通信等高端應用領域的快速落地,將會帶來材料及制造工藝的革新,為膠粘劑及點膠注膠設備供應商帶來更多新的發展機遇。但是目前單個點膠設備廠商或是材料供應商很難依靠自己的力量去滿足客戶的全部需求,所以需要設備商與材料商攜手合作,為終端用戶提供最適合的整體解決方案。
來源:慕尼黑上海電子生產設備展