專注于膠粘劑的研發制造
近些年來,隨著我國經濟的發展,社會的進步,居民生活水平的提高,消費電子產品制造技術的迭代發展以及移動互聯網應用的普及,我國消費電子行各個細分市場產品出貨量逐年增加。具體來看,從2019年到2021年,我國的5G手機、平板電腦以及可穿戴設備的出貨量均呈現逐年遞增態勢。2019年我國5G手機、平板電腦、可穿戴設備出貨量分別為0.14億部、2.20千萬臺、0.99億臺;到2021年我國5G手機、平板電腦和可穿戴設備便分別增長至2.66億部、2.80千萬臺和1.40億臺。目前,中國已經成為全球第三大電子信息產品制造國,電子行業已經成為國民經濟的支柱型產業。據新思界產研中心數據,2019年,中國電子用膠市場規模已超過100億元。隨著5G、物聯網、人工智能、虛擬現實、元宇宙等新興技術與消費電子產品深度融合,未來消費電子市場規模會保持增長,預計到2023年,全球消費電子市場規模將會增長超過1.1萬億美元。
一、消費電子膠黏劑應用特點
消費電子行業是一個非常典型的技術驅動型行業,每次技術革新都會重塑行業格局。由于電子產品的集約化程度越來越高,對于小型化和體積的需求提升,以及新設計、新工藝的推陳出新,這對電子粘合劑行業提出了更高需求,具體如下:
微:機械連接、物理連接不能達到的區域,電子膠水完全勝任這個挑戰,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。
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,能有效地減輕產品的重量,讓設計更加簡潔輕便而實用。
快:UV紫外粘接,幾秒,甚至是1秒直接實現高效固化,適合大量的消費類電子產品,同時能耗相對較少,效率又高。
強:粘接工藝的內應力小,多數情況下是面結合,同時膠水通過材料內聚力和表面粘接力,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,都可以實現粘接緊固,還可以使用膠水達到填充、包封、保護、固定等作用。
二、電子膠粘劑的應用場景
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。不同應用領域對膠粘劑性能要求不同,因此使用的膠黏劑產品種類都有一定的差異。
① 智能手機膠粘應用
以智能手機為例,在其組裝過程中,主要的膠粘應用場景有鏡片保護膜、鏡片粘接、指紋模組粘接、FPC粘接、攝像頭粘接、OLED/LCD粘接、電池粘接、石墨片/NFC/無線充電模組粘接、后蓋(電池蓋)粘接、后蓋裝飾件粘接等。
其中,手機主板主要用膠有環氧膠黏劑、導熱導電膠、有機硅膠黏劑、點焊膠、UV膠、丙烯酸膠黏劑等;手機殼金屬塑料粘接用膠有聚氨酯熱熔膠、丙烯酸AB膠黏劑、PUR熱熔膠;屏幕和邊框用膠主要有聚氨酯熱熔膠、UV膠、反應型熱熔膠、丙烯酸膠黏劑、耐高溫膠黏劑等。
智能手機前屏、機身、后蓋膠粘應用
② 無線耳機組裝應用
消費電子產品市場的另一個寵兒——TWS耳機被認為是增長飛快的智能穿戴設備,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。
在無線耳機的組裝中,主要的膠粘應用場景有耳機殼粘接、通氣孔網紗粘接、電池/揚聲器灌封、尾蓋固定密封、外殼粘結、上蓋內殼泡棉粘接、金屬合頁與上殼內殼粘接、內殼磁鐵粘接、磁鐵模組粘接、耳機套筒充電線路灌封、中殼磁鐵粘接、電池粘接、主板芯片封裝、外殼內點膠等。
無線耳機中膠黏應用
③ 筆記本電腦組裝應用
在筆記本電腦的組裝中,主要的膠粘應用場景有相機模塊屏蔽、屏幕粘接、屏幕緩沖泡面粘接、框架粘接、顯示模組接地、面板遮光屏蔽、前框黏貼、裝飾面板粘接、模組接地、模組粘接、鍵盤接地、鍵盤線路板粘接、導熱墊片/凝膠、泡棉粘接、風扇接地、后蓋接地、防塵網粘接、后蓋粘接等。
其中,觸摸屏粘接用膠主要使用PUR熱熔膠,后蓋粘接主要使用丙烯酸酯結構膠,子部件的粘接主要使用丙烯酸脂結構膠或者環氧結構膠,電池粘接主要使用雙組份丙烯酸脂結構膠,鏡頭/標簽粘接主要使用環氧結構膠或者瞬干膠,插銷/磁鐵/絞鏈主要使用瞬干膠。
④ 智能手表組裝應用
在智能手表的組裝中,主要的膠粘應用場景有OLED制程保護膜排氣、石墨片粘接、柔板粘接、前屏粘接、柔板粘接、電池粘接、揚聲器粘接、網紗粘接、磁鐵粘接、泡棉粘接、旋鈕粘接、后蓋粘接、后蓋玻璃粘接等。
其中,因為智能手表結構件要求粘接力要求高、防水、防腐蝕、耐汗液、耐高低溫、耐鹽霧等,智能手表常采用CL-24固態硅膠粘尼龍膠水、CL-26AB液體硅膠粘尼龍PC膠水、硅膠粘FPC軟板埋射出表帶專用膠粘劑等。
智能手表前屏、中框與后蓋膠粘應用
三、中國電子膠粘劑的發展狀況
雖然電子行業用膠量目前只有百億市場,規模仍然較小,但其應用的特殊性和功能性決定了其相對高附加值,且很大程度上體現了公司的研發能力和產品質量天花板。就毛利率而言,一般情況下建筑領域用膠毛利率在30%左右,工業類達到40%,而電子領域可以達到50%以上(頭部企業可以更高)。
同時,近年在國家政策大力支持下,中國電子信息產業不斷發展,技術水平不斷提高,產業規模也不斷擴大。中國計算機、手機、彩電等主要產品產量位居世界前沿,電子產品制造大國的地位日益突出。
因此,具備高利潤的電子膠黏劑市場一直都是香餑餑,也是高端玩家的“兵家必爭之地”。
然而,國內企業在電子領域主要在中低端的元器件灌封、密封,而高端的芯片封裝、消費電子、車用電子以及PCB板領域等高端市場基本被國際巨頭所壟斷,主要由漢高、富樂、陶氏、日立等國外企業主導。這是因為國外發達國家企業在膠粘劑領域中起步較早,形成了一定的先發優勢和規模優勢,在整個膠粘劑市場中占有較大份額。
慶幸的一面是我國粘合劑行業雖起步較晚,但以回天新材、高盟新材、硅寶科技、康達新材為代表的國內前沿膠粘劑企業近年來保持著較快的發展勢頭,在各自的優勢領域開始了和國外一流企業直面肉搏。
尤其在中美貿易戰后,華為等企業在高端用膠方面受制國外,于是逐步培養國內企業成為供應商,部分膠企龍頭逐步加快切入高端電子領域,成功導入華為、中興、小米、oppo、vivo等企業。
如今,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。
四、膠粘劑在消費電子領域的發展趨勢
隨著工業膠水在各個行業的不斷廣泛深入使用,其功能也越來越趨于多元化,而且呈現出不同行業也具有各自的需求特點,表現出了明顯的與行業或產品性能相關的特殊功能,這些特殊功能對膠水就提出了新的需求。
如在光學和光通訊行業,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;再如有的與聲學相關的產品也希望膠水有一定的降噪和優化聲學效果的功能;還如有的行業渴望有能長期耐溫150度或者是180度的UV膠等等。
比如隨著電子產品的不斷高度集成化、微型化、多功能化、大功率化使得能耗/熱量管理越來越成為突出的問題!這些高度集成的元器件不但要牢靠地裝配在PCB板上,而且其工作產生的熱量要很快被散發掉;有時為了降溫,還要額外把一個散熱器裝配在元器件表面。在這種情況下,膠水的導熱性能顯得尤為重要。膠水的導熱可以從兩個不同的方面來理解:排走熱量和吸收熱量,如粘接散熱片的膠水應當能迅速把熱量排走;而保護NTC溫度傳感器的導熱膠應當迅速把熱量吸收過來,傳給芯片。這其實是同一問題的兩個方面,因此,導熱膠最大的問題就是不斷追求的高導熱系數和粘接牢度的矛盾;還有就是為實現導熱而加入的導熱顆粒材料對施膠工藝以及膠水流變學性能的影響。
由此可見,隨著5G、AR/VR等新興技術在消費電子領域的快速落地,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,而膠粘劑作為一種傳統的連接方式,在現代制造業中的作用越來越趨于多元化、多功能化。