电子制造展|工业粘合剂如何助力先进电子制造业升级？
粘合剂，也被称为黏合剂、粘接剂、胶粘剂等，俗称胶水。史上第一种粘合剂是在石器时代发明的。在中世纪，凸版印刷的出现和书籍的首次批量生产引发了胶粘剂行业的兴起。直到20世纪，胶粘剂才用于工业装配。今天电子制造展小编就来聊一聊工业粘合剂如何助力先进电子制造业升级？
在现代工业中，粘合越来越多地替代传统连接，成为小型化与轻量化元器件制造及装配理想的连接工艺，并且非常经济、高效。小型化更节约材料，也更节能，在轻量化结构设计中，粘接技术能够可靠地连接大量不同的材料，这是其它连接技术无法企及的。如果没有高科技粘合剂，当今工业电子设备以及汽车，医疗和消费电子行业的集成化和小型化将是不可想象的。
电子产品对新设计、新材料、新工艺的不断追求，为工业粘合剂行业的迅猛发展提供了前所未有的机遇。工业粘合剂的应用范围涵盖领域从汽车制造、消费电子、航空航天到光电子学以及一般工业等。甚至有人认为，未来是粘接时代。
助力新能源汽车行业高质量发展
新能源电动汽车是未来汽车产业的主要方向，有助于解决能源、环境和城市交通问题。工业胶水在新能源汽车制造中扮演关键角色，提高整车密封性、降低噪音，同时支持轻量化和节能。
全球电动汽车粘合剂市场规模预计将大幅增长，从2019年的2.23亿美元增至2024年的21.58亿美元，年复合增长率高达57%。这表明工业粘合剂在电动汽车制造中的重要性不断增加。
那么工业粘合剂对新能源汽车的安全性、可靠性和舒适性到底起到什么作用？它又是如何助力新能源汽车行业的高速、高质量发展？
工业粘合剂在激光雷达制造中不可或缺，如摆镜和支架装调、反射板轴加固等，确保汽车行业的可靠性。国际知名工业粘合剂供应商——德国Panacol公司专门针对摆镜粘接的应用，开发了一款紫外光固化的高效工业粘合剂，即使通过1000小时的高温存储和低温存储，其强度衰减只有5%，保证激光雷达连接可靠性。
激光雷达的Rx探测器模块对胶水粘接和玻璃要求高，同时在汽车的整个生命周期内，不能出现任何粘结失效问题，还要满足IP67的防水等级，以及后面的氦气气密性测试。此外，后续的玻璃粘贴的平整度也都有严苛的要求，以此确保信号接收可靠。
此外，电动汽车扫描系统里旋转电机的壳体需要使用胶水进行灌封，以应对不同材质和高温，确保电机长期有效工作。
激光雷达是一个复杂的系统单元，林林总总的需要用到胶水粘接或者密封的地方还很多。为了保证激光雷达的正常工作，提供超高性能的工业粘合剂是非常重要的任务。
另外，电动汽车的BDU（电池包断路单元）需要高水平的防水密封，这一问题通常可以使用现场成型垫圈胶水来解决，从而提高了电池系统的可靠性。
在永磁电机上，磁铁需要使用超强耐高温胶水进行粘接，以应对振动和高温工作条件。Panacol公司的高性能环氧胶St5858是一种可满足这些要求的材料，对钢和铝的粘接强度超过34MPa，甚至在100度的高温下，还有非常强的粘接牢度，确保了电机的可靠性和性能。
电动汽车的电池管理系统（BMS）是一个至关重要的模块，它负责监控电池的各项状态，如温度和电压。为了将这些关键信息传输到BMS，需要连接电池与BMS之间的各个组件。尽管这些组件之间的距离微小，但它们必须承受很高的电压。如果不加以保护，可能会导致电池发生短路，从而引发严重问题。工业胶水在这一过程中发挥了至关重要的保护作用，但对其性能要求非常高。首先，胶水必须能够有效地防止电压击穿，因此需要具备高介电强度。其次，涂覆在组件上的胶水不能太厚，通常不得超过0.2毫米，并且必须确保胶水不会溢出。此外，胶水还需要满足其他一系列要求，如与软板材料具有高黏附强度、耐腐蚀和机械冲击、不吸水、固化速度快等等。
通过这些应用，工业粘合剂为新能源汽车的制造和性能提升提供了关键支持。然而，这只是汽车上需要使用胶水的众多部件之一。实际上，汽车中有许多不同的零部件都需要借助胶水来实现连接，其数量之多令人瞩目。据估算，传统燃油汽车大约使用二十公斤的胶水，而新能源汽车往往需要使用传统汽车的两到三倍胶量。因此，可以毫不夸张地说，工业粘合剂是新能源汽车的隐形英雄，它在默默地确保新能源汽车的安全性、舒适性和智能性方面发挥着不可或缺的作用。这种重要性在电动汽车行业的崛起中愈发凸显出来。
助力电子制造业腾飞
随着电子制造业的迅速增长，工业粘合剂在这个领域变得越来越重要。技术进步给工业粘合剂带来了更高的要求，也创造了机遇。
近年来，高科技技术如人工智能、5G、高性能计算、智能汽车和数据中心得到迅猛发展，为半导体行业带来前所未有的机遇。电子产品变得更小、更轻、更强大，电路设计更复杂，能源管理更具挑战性，这对半导体封装提出了新的要求。
先进的半导体封装已经成为提高半导体产品性能和降低功耗的关键。工业粘合剂在封装工艺、效率、品质和可靠性方面发挥着重要作用。
新技术导致芯片尺寸增大、厚度减小、功率增加，这可能导致芯片在PCB板上出现弯曲或散热问题。工业粘合剂供应商通过提升胶水的导热性能，研发出导热系数超过1 W/(m·K)的导热贴片胶，解决了这些问题，提高了芯片的散热能力，减少了弯曲问题。
高密度的先进封装推动了2.5D、三维封装、多芯片封装和系统级封装的发展。一级底填胶要求非常高，需要低粘度、低热膨胀系数的胶水，以填充芯片之间的微小缝隙。
电子产品的高度集成化缩短了产业链，提高了生产效率，降低了成本。
针对晶圆级封装，Panacol公司开发了一种专利技术——B&L技术简化了复杂的键合过程，提高了生产效率。这是工业粘合剂对WLO（晶圆级光学元件）革命性地工艺升级的典型案例。
工业粘合剂在电子制造中扮演着关键角色，适应了不断变化的技术和市场需求，为电子产品的发展提供了支持。
实际上，在WLO（晶圆级光学元件）技术中使用工业粘合剂的应用远不止前面提到的那些。WLO的核心材料是光学级的工业粘合剂，晶圆级光学技术在不同领域迅速发展，包括MLA（微透镜阵列）、NIL（纳米压印光刻）等。这些技术已经或将被广泛应用在各个领域。 在汽车行业，这些技术应用于迎宾灯、HUD（抬头显示）技术、激光雷达、头灯等；在消费电子领域，用于手机上的Face ID（面部识别）以及AR/VR设备上的光学部件；在医疗行业，用于内窥镜、CT（电子计算机断层扫描）、MRI（磁共振成像）等光学器件。所有这些应用都依赖于工业粘合剂，以创建光学微结构或透镜来实现功能。
时代赋予内涵和外延
从上述分析可以看出，工业粘合剂作为一种连接方式，具有明显的优势，它不同于繁冗的机械连接，比如铆接、螺纹连接、焊接等，它几乎不占额外的空间，可以实现微型化、轻量化；粘接的速度快，有时UV胶仅需要一秒的时间，并且实现高强度连接；它可以把各种不同的材质，不同形状和构造的零件连接起来，而且内应力小。其实，在现代电子制造业中，胶水的作用已经不限于简单的物理连接，还包括加固、定位、保护、灌封、防水、绝缘、防腐蚀等等。不仅如此，有时候胶水本身也可以作为功能材料使用，比如除了粘接以外，还可以导电、导热、阻尼、静电屏蔽，或者作为光学材料使用，包括透光、导光、遮光、消光、散光等。正是由于这些优势，工业粘合剂在现代制造业中必将更广泛地替代其他连接工艺而发挥越来越大的作用。
当今技术的飞速发展，尤其是物联网、大数据、云计算以及人工智能与制造业的不断深度融合，以及政策层面的利好和人们对美好生活的不断向往，使得新能源汽车行业和电子制造业必然会得到迅猛的发展。而现代科技的发展也赋予了工业粘合剂这一古老而传统的连接方式全新的内涵和外延，使其完全突破了作为传统连接方式的作用，正发挥着越来越多元化的不可替代的作用，助力我国工业和制造业的腾飞。
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文章来源：中国周刊