工業(yè)膠水在制造業(yè)中的作用

2024-10-15 14:55:58

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(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(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。
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(jìn)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，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(zhì)粘接牢度高，抵抗外力強。
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，則無發(fā)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。

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超過150度。近年來甚至市面上出現(xiàn)了低溫固化的導(dǎo)電膠，其加熱溫度不超過80度，這使得導(dǎo)電膠的應(yīng)用將更加廣泛。一般而言，對于接地功能的導(dǎo)電膠，往往也要求粘接牢度高，固化速度快，因為其導(dǎo)電顆粒含量不高，所以成本也會比較低。而要求實現(xiàn)導(dǎo)通的導(dǎo)電膠，目前來說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(chǎn)生的熱量要很快被散發(fā)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(dǎo)熱膠就是不二的選擇。

膠水的導(dǎo)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(yīng)當(dāng)能迅速把熱量排走；而保護NTC溫度傳感器的導(dǎo)熱膠應(yīng)當(dāng)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(dǎo)熱膠最大的問題就是不斷追求的高導(dǎo)熱系數(shù)和粘接牢度的矛盾；還有就是為實現(xiàn)導(dǎo)熱而加入的導(dǎo)熱顆粒材料對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(xiàn)連接的導(dǎo)電ACF就會產(chǎn)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(chǎn)生失效的部位都要進(jìn)行加固，最簡單有效的辦法就是使用膠水進(jìn)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(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(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)！

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