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中国制造2025 - 工业粘合剂的新机遇



在当今科技迅速发展的时代,尤其是消费电子产品日新月异,对材料、工艺、产品外观设计、结构、功能等都提出了越来越高的要求。为此,工业粘合剂作为产品组装过程中不可或缺的工业物料之一,也迎来了全新的发展机遇与挑战。


《中国制造2025规划》提出并推进以消费电子、汽车制造、精密机械、医疗器械等为首的制造业急需产业升级。此次产业升级是全面的升级,包括从产品设计到工艺革新,从品质优化到市场定位。


为适应这一新时代的产业升级需求、节省能源、降低成本,企业必须不断:


1. 对产品设计进行优化,这括:

a) 美学设计:比如产品要简约,色调要符合潮流;

b) 轻量化设计:比如消费电子产品的超薄化、窄边框;

c) 增加新的功能:比如手机的前置双摄像头、指纹识别、3Dtouch等功能;

2. 对新材料进行探索:比如纳米涂层材料,记忆材料,各种新型的工程塑料等;

3. 对新技术进行开发:比如消费电子中OLED显示屏技术,近年比较流行的无线充电、快速充电技术,指纹识别技术从光学技术发展到硅技术,再到超声波技术等;

4. 对新工艺进行采纳:比如焊点用电阻焊加胶水代替等。

工业粘合剂的新机遇在哪里?


这种对新设计、新材料、新工艺的不断追求,为工业粘合剂,即工业胶水行业的迅猛发展提供了前所未有的机遇。以我们耳熟能详的手机为例,我们做了一个粗略的统计,一个普通的智能手机上,大概就会有超过160个用胶点。如果全球每个手机多增加一个主摄像头,那么单单这一个改变,就会增加至少15吨的用胶量!


再以汽车产业为例,一辆常规的汽车在2000年前后整车的用胶量大概在15公斤左右,而这一数字在2016年增加到40-50公斤。这其中汽车的电控化、智能化贡献都比较大,汽车电子元器件的成本从上世纪70年代的2%增加到现在的20%以上,包括电加热座椅、座椅记忆功能,自动巡航等。目前,一个汽车里面用到的FPC面积大概为近0.8平方米左右,所有的FPC与PCB加起来有超过100个。

工业粘合剂实现连接有什么特点?


工业粘合剂,即工业胶水作为一种连接方式,具有如下特点:


轻:它不同于繁冗的机械连接,比如铆接、螺纹连接、焊接,而是采用树脂类型的粘接,能有效地减轻产品的重量,让设计更加简洁而实用;


微:机械连接、物理连接不能达到的区域,工业胶水完全胜任这个挑战,粘接面积可以是几平方毫米,粘接缝隙可以是微米级别, 对狭小缝隙的填充、密封以及保护作用,都可以完美实现;


快:UV紫外粘接,几秒,甚至是1秒直接实现高效固化,适合大量的消费类电子产品,同时能耗相对较少;


强:粘接工艺的内应力小,多数情况下是面结合,同时工业胶水通过材料内聚力和表面粘接力,提供强有力的粘接效果;


杂:金属与金属,塑料与塑料,金属与塑料,都可以实现粘接紧固,还可以使用胶水达到填充、包封、保护、固定等作用;


工业粘合剂有什么特殊性?


工业胶水属于精细化工行业,但它使用面广很广,几乎无处不在,而且胶水种类多、品牌杂,甚至是一家供应商旗下就会有好几百款产品。另外,胶水选型需要有专业的知识和背景,它涉及到材料、化工、表面处理、电化学、结构设计、工艺等诸多方面,会影响到生产效率、良率、成本以及产品功能、品质等。而且,胶水的正确使用与生产工艺息息相关,是一个多学科交叉的任务;最后,胶水的运输和存储有严格的规定要求。


正是由于工业胶水的这些特殊性,很少有企业能真正把它用好;而且很多企业就是因为在使用工业胶水上出了问题,导致项目拖延,产品良率不高,生产效率低下,甚至影响企业的竞争力与生存空间。


粘接工艺在现代制造业中起什么作用?


机械及物理连接,这是胶水最基本的功能。可以从两个方面考虑:一方面是承受荷载并传递外力;在此,胶水的主要作用就是把两个零部件紧紧地固定在一起,并且能把外力从一个零部件传递到另一个零部件,比如电锯的刀片和盘芯,就是靠胶水粘接起来,并把电锯工作过程中的力(扭矩)传递到刀片上去的。另外,电机转子与轴的链接也是同样的道理。一般而言,对于承受荷载类型的胶水而言,它应当具有极高的粘接强度和很好的抗冲击性,同时,又具有很好的施胶工艺性和快速固化等特点;


保护作用是胶水除了连接作用以外的又一重要作用。随着人们生活水平的提高,电子产品,尤其是消费电子产品在我们的日常生活中越来越扮演着不可或缺的角色。电子产品中有大量的元器件,它们分别以不同的方式组装在PCB板或FPCB板上,而且随着产品设计越来越微型化、轻量化,电子元器件也不断地更加趋于集成化,电路也更加趋于紧凑,使得元器件之间的空隙和器件本身的pin脚间距越来越小。同时,这些元器件往往会暴露在恶劣的环境中,比如十分潮湿的卫生间或粉尘很大的特殊场合,甚至人们希望在游泳的时候还能用手机拍照或听歌。所有这些改变和要求都使得整个电路板或者多数元器件必须被保护起来,而不会在恶劣的环境下遭受短路、受腐蚀或受外力挤压而失效!胶水在这种保护中起到了不可或缺的作用,比如我们常说的三防胶和corner bonding胶,再比如智能卡的包封胶等。


电子产品的不断高度集成化、微型化、多功能化、大功率化使得能耗/热量管理越来越成为突出的问题!这些高度集成的元器件不但要牢靠地装配在PCB板上,而且其工作产生的热量要很快被散发掉;有时为了降温,还要额外把一个散热器装配在元器件表面。胶水的导热可以从两个不同的方面来理解:排走热量和吸收热量,如粘接散热片的胶水应当能迅速把热量排走;而保护NTC温度传感器的导热胶应当迅速把热量吸收过来,传给芯片。


随着工业胶水在各个行业的不断广泛深入使用,其功能也越来越趋于多元化,而且呈现出不同行业也具有各自的需求特点,表现出了明显的与行业或产品性能相关的特殊功能,这些特殊功能对胶水就提出了新的需求。如在光学和光通讯行业,就要求胶水要有很低的收缩率,良好的耐黄变性能,在某个特定波段的透光率要达到一定的指标等;再如有的与声学相关的产品也希望胶水有一定的降噪和优化声学效果的功能;还如有的行业渴望有能长期耐温150度或者是180度的UV胶等等。


通过以上分析可见,胶水作为一种最为传统的连接方式,在现代制造业中的作用越来越趋于多元化、多功能化,而这种趋势给胶粘剂这个行业注入了无限的活力与生命,同时也提出了全新的挑战!

工业粘合剂会迎来什么样的发展趋势及机遇?


绿色环保和高效节能已经无可争辩的成为这个时代的主旋律,尤其胶水行业作为化学行业的一个分支,更无法回避绿色环保的要求!


各个国家和地区都纷纷出台了不同的法律法规,要求相关企业生产制造出绿色环保、低排放、无溶剂、卤素达标的产品,甚至有的企业已经在考虑希望胶水供应商提供超低卤素含量的胶水。所以,作为胶水的供应商,今后在新产品开发中,都必须高度关注这些法律法规,尤其是如果国内企业也要走出去,走向国际化、更应该关注其他国家和地区的环保要求。


市场需求是行业发展最好的驱动力!胶水行业亦是如此!往往行业客户对某一特定类型的胶水已经接受,但随着技术的进一步发展,他们希望胶水在某方面的特性能不断地得到改善,这也对胶水行业带来新的机遇。随着电子制造业的迅猛发展,工业粘合剂在此行业中发挥着越来越多元化的不可替代的作用,而技术的不断进步,又给工业粘合剂行业提出了各种更高的要求,这恰恰给行业带来了非常好的机遇。


胶水是一个百亿级的市场,市场潜力十分巨大!目前高端市场还主要受国际巨头垄断,可喜的是国内的一批胶水生产企业,经过最近十几年的发展和经验积累,研发实力有了明显提升,也逐渐在向高端市场进军。

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