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                                        粘接工藝在現代制造業中起什么作用?
                                        [2018-12-05]

                                        粘接工藝在現代制造業中起什么作用?

                                        粘接最基本的作用就是連接作用。但在現代制造業中,隨著科技的發展,人們對膠水的性能要求、對膠水所起的作用的期盼,以及對膠水應用范圍和適應范圍的期待都越來越高。下面我們就分別梳理一下工業膠水在制造業中的作用。



                                        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,它應當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,主要是產品組裝過程中,把不同材質的零部件或元器件,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,電子產品,尤其是消費電子產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,而且隨著產品設計越來越微型化、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境中,比如十分潮濕的衛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元器件必須被保護起來,而不會在惡劣的環境下遭受短路、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,比如我們常說的三防膠和corner bonding膠,再比如智能卡的包封膠等。一般來說,對這類膠水的要求是固化速度快,腐蝕性離子含量低,與不同材質粘接牢度高,抵抗外力強。

                                        膠水的多重功能是膠水行業進步的重要標志之一,如在實現物力連接的同時,也實現起到導電的作用。這里,還包括了替代焊錫功能的導電和實現接地(grounding)功能的導電。焊錫是傳統的把導線連接起來,使其實現導通的連接方式,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,它實現連接要靠高溫熔化,所以產品有經受高溫的過程,對于那些無法承受高溫的元器件或產品,則無發實現。為此,導電膠就可以代替焊錫,即克服了它的不足,又實現了連接和導電的雙重作用。當然,導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固化類型的導電膠。即便是加熱固化,一般導電膠的固化溫度也不會超過150度。近年來甚至市面上出現了低溫固化的導電膠,其加熱溫度不超過80度,這使得導電膠的應用將更加廣泛。一般而言,對于接地功能的導電膠,往往也要求粘接牢度高,固化速度快,因為其導電顆粒含量不高,所以成本也會比較低。而要求實現導通的導電膠,目前來說成本是制約其推廣的重要因素。如何研發出低電阻率、低成本、粘接強度高的導電膠則是各供應商努力的方向。



                                        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,導熱膠就是不二的選擇。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。

                                        電子產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,導致其元器件脫離主板,或者是PIN腳開裂等而無法正常工作,如FPC在彎折后與主板相連處由于FPC的彈性而存在長期的剝離力,在這種剝離力的長期作用下,實現連接的導電ACF就會產生開膠。再如大的電容在跌落過程中由于受到很大的瞬間沖擊力而致使PIN腳開裂。為此,對可能產生失效的部位都要進行加固,最簡單有效的辦法就是使用膠水進行加固,這包括FPC的補強、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,很高的粘接強度和很好的耐沖擊性和抗震動性能。

                                        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。

                                        通過以上分析可見,膠水作為一種最為傳統的連接方式,在現代制造業中的作用越來越趨于多元化、多功能化,而這種趨勢給膠粘劑這個行業注入了無限的活力與生命,同時也提出了全新的挑戰!

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