工業(yè)膠水在制造業(yè)中的作用
工業(yè)膠水屬于精細(xì)化工行業(yè),,但它使用面廣很廣,,幾乎無(wú)處不在,而且膠水種類多,、品牌雜,,甚至是一家供應(yīng)商旗下就會(huì)有好幾百款產(chǎn)品。另外,,膠水選型需要有專業(yè)的知識(shí)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(jì),、工藝等諸多方面,,會(huì)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(gè)多學(xué)科交叉的任務(wù),;最后,,膠水的運(yùn)輸和存儲(chǔ)有嚴(yán)格的規(guī)定要求。
工業(yè)膠水屬于精細(xì)化工行業(yè),,但它使用面廣很廣,,幾乎無(wú)處不在,,而且膠水種類多、品牌雜,,甚至是一家供應(yīng)商旗下就會(huì)有好幾百款產(chǎn)品,。另外,膠水選型需要有專業(yè)的知識(shí)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(jì)、工藝等諸多方面,,會(huì)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(gè)多學(xué)科交叉的任務(wù),;最后,膠水的運(yùn)輸和存儲(chǔ)有嚴(yán)格的規(guī)定要求,。
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(duì)膠水的性能要求,、對(duì)膠水所起的作用的期盼,以及對(duì)膠水應(yīng)用范圍和適應(yīng)范圍的期待都越來(lái)越高,。
工業(yè)膠水在制造業(yè)中的作用
機(jī)械及物理連接,,這是膠水最基本的功能??梢詮膬蓚€(gè)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(gè)零部件緊緊地固定在一起,,并且能把外力從一個(gè)零部件傳遞到另一個(gè)零部件,,比如電鋸的刀片和盤(pán)芯,就是靠膠水粘接起來(lái),,并把電鋸工作過(guò)程中的力(扭矩)傳遞到刀片上去的,。另外,電機(jī)轉(zhuǎn)子與軸的鏈接也是同樣的道理。一般而言,,對(duì)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(qiáng)度和很好的抗沖擊性,同時(shí),,又具有很好的施膠工藝性和快速固化等特點(diǎn),;
對(duì)于起物理連接作用的膠水,主要是產(chǎn)品組裝過(guò)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(jī)械連接的方式組裝,,故而采用工業(yè)膠水進(jìn)行組裝,。這類膠水往往要有很好的點(diǎn)膠控制性,即可以實(shí)現(xiàn)精密施膠,,而且固化速度快,、粘接后可靠性高。
保護(hù)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(fèi)電子產(chǎn)品在我們的日常生活中越來(lái)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(jì)越來(lái)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腳間距越來(lái)越小,。
同時(shí),這些元器件往往會(huì)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(chǎng)合,,甚至人們希望在游泳的時(shí)候還能用手機(jī)拍照或聽(tīng)歌。所有這些改變和要求都使得整個(gè)電路板或者多數(shù)元器件必須被保護(hù)起來(lái),,而不會(huì)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(hù)中起到了不可或缺的作用,,比如我們常說(shuō)的三防膠和corner bonding膠,,再比如智能卡的包封膠等。一般來(lái)說(shuō),,對(duì)這類膠水的要求是固化速度快,,腐蝕性離子含量低,,與不同材質(zhì)粘接牢度高,抵抗外力強(qiáng),。
膠水的多重功能是膠水行業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一,如在實(shí)現(xiàn)物力連接的同時(shí),,也實(shí)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(shí)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(lái),,使其實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的連接方式,但它的不足之處是往往焊點(diǎn)比較大,,所占空間高,,在電子元器件越來(lái)越輕薄的情況下,使用便受限了,。另外,,它實(shí)現(xiàn)連接要靠高溫熔化,所以產(chǎn)品有經(jīng)受高溫的過(guò)程,,對(duì)于那些無(wú)法承受高溫的元器件或產(chǎn)品,,則無(wú)發(fā)實(shí)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(shí)現(xiàn)了連接和導(dǎo)電的雙重作用,。
當(dāng)然,,導(dǎo)電膠按其固化方式可以分為加熱固化、常溫固化甚至是Panacol公司推出了UV固化類型的導(dǎo)電膠,。即便是加熱固化,,一般導(dǎo)電膠的固化溫度也不會(huì)超過(guò)150度。近年來(lái)甚至市面上出現(xiàn)了低溫固化的導(dǎo)電膠,,其加熱溫度不超過(guò)80度,,這使得導(dǎo)電膠的應(yīng)用將更加廣泛。一般而言,,對(duì)于接地功能的導(dǎo)電膠,,往往也要求粘接牢度高,固化速度快,,因?yàn)槠鋵?dǎo)電顆粒含量不高,,所以成本也會(huì)比較低。而要求實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的導(dǎo)電膠,,目前來(lái)說(shuō)成本是制約其推廣的重要因素,。如何研發(fā)出低電阻率、低成本、粘接強(qiáng)度高的導(dǎo)電膠則是各供應(yīng)商努力的方向,。
電子產(chǎn)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(lái)越成為突出的問(wèn)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(chǎn)生的熱量要很快被散發(fā)掉,;有時(shí)為了降溫,,還要額外把一個(gè)散熱器裝配在元器件表面。在這種情況下,,導(dǎo)熱膠就是不二的選擇,。
膠水的導(dǎo)熱可以從兩個(gè)不同的方面來(lái)理解:排走熱量和吸收熱量,如粘接散熱片的膠水應(yīng)當(dāng)能迅速把熱量排走,;而保護(hù)NTC溫度傳感器的導(dǎo)熱膠應(yīng)當(dāng)迅速把熱量吸收過(guò)來(lái),,傳給芯片。這其實(shí)是同一問(wèn)題的兩個(gè)方面,,因此,,導(dǎo)熱膠最大的問(wèn)題就是不斷追求的高導(dǎo)熱系數(shù)和粘接牢度的矛盾;還有就是為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱而加入的導(dǎo)熱顆粒材料對(duì)施膠工藝以及膠水流變學(xué)性能的影響,。
電子產(chǎn)品的失效模式有多種,,其中一種就是由于受到較大的外力作用,導(dǎo)致其元器件脫離主板,,或者是PIN腳開(kāi)裂等而無(wú)法正常工作,,如FPC在彎折后與主板相連處由于FPC的彈性而存在長(zhǎng)期的剝離力,在這種剝離力的長(zhǎng)期作用下,,實(shí)現(xiàn)連接的導(dǎo)電ACF就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)膠,。再如大的電容在跌落過(guò)程中由于受到很大的瞬間沖擊力而致使PIN腳開(kāi)裂。為此,,對(duì)可能產(chǎn)生失效的部位都要進(jìn)行加固,,最簡(jiǎn)單有效的辦法就是使用膠水進(jìn)行加固,這包括FPC的補(bǔ)強(qiáng),、大的電子器件如電容的加固,、大芯片的四角綁定等。這類膠水一般都要有很快的固化速度,,較好的觸變性,,很高的粘接強(qiáng)度和很好的耐沖擊性和抗震動(dòng)性能。
隨著工業(yè)膠水在各個(gè)行業(yè)的不斷廣泛深入使用,,其功能也越來(lái)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(diǎn),,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(duì)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(gè)特定波段的透光率要達(dá)到一定的指標(biāo)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(zhǎng)期耐溫150度或者是180度的UV膠等等,。
通過(guò)以上分析可見(jiàn),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(lái)越趨于多元化,、多功能化,而這種趨勢(shì)給膠粘劑這個(gè)行業(yè)注入了無(wú)限的活力與生命,,同時(shí)也提出了全新的挑戰(zhàn),!