“点胶”,听起来简单却是现代制造业的“隐形冠军”从手机屏幕粘接到汽车电池封装从芯片封装到航天器组装点胶技术,作为制造业的 “隐形支柱”其每一次技术迭代都与市场需求的变化息息相关今天,今天电子展小编就来聊聊点胶技术如何从“手工涂鸦”进化到“AI智能控制”?
点胶工艺:从手工到智能
1需求驱动进化
当然整个点胶发展史也是围绕着“需求”这一伟大的驱动力。早期的电子行业点胶可追溯到20世纪初,无线电设备制造中开始使用虫胶(Shellac)固定电子元件(手工滴涂)。而现代点胶技术的诞生的里程碑时间,笔者认为比较代表性的应该是1963年,美国EFD公司(Engineered Fluid Dispensing)正式成立,并推出首款商业化气压式点胶机(如Model 1500),用于电子元件固定,标志着点胶技术从手工进入规模化工业应用时代。点胶技术的每一次重大突破,都源于产业对更高精度、更快效率、更强可靠性的追求。从手工操作到AI智能控制,点胶技术的演进史,本质上是一部制造业需求升级史。
2点胶技术发展的三个维度
随着点胶在电子封装领域越来越普遍,用户的需求越来越“贪”。从今天的角度来看,笔者认为从三个维度来看点胶技术的发展史可能更合适。
2.1.位置精度的驱动:从人工到视觉的跨越早期,电子产品结构简单,如初代电子管收音机,内部元件体积大、连接相对宽松。手动点胶方式下,工人凭借肉眼和经验操作,点胶位置偏差可达数毫米,在当时勉强能满足生产。但随着晶体管收音机、小型计算器等产品问世,元件开始小型化、集成化,手动点胶的低精度导致元件连接不可靠、产品故障率飙升。半自动点胶机适时登场,它借助机械传动与简易程序控制,能按预设路径在平面内移动点胶头,将位置精度提升至 ±0.1mm,在早期电子手表、简单电路板的生产中发挥重要作用,保障了元件装配的基本准确性。进入21世纪,点胶技术迎来了飞跃式发展。全自动点胶机的出现,结合三轴、五轴联动乃至六轴运动控制技术,使得点胶路径更加灵活,可以应对复杂的空间轨迹。特别是视觉定位系统的引入,通过图像匹配和深度学习算法,实现了对异形或重复性差的产品的高精度点胶 。如今,点胶精度已提升至0.01mm以内,满足了微电子封装对位置精度的苛刻要求 。
2.2 胶量精度的驱动:压力阀到喷射阀的进化
点胶技术的另一个核心挑战在于胶量的精确控制。早期的点胶设备多采用时间/压力型点胶,通过脉动气压挤压针筒内活塞,将流体通过底部针头挤出。然而,这种点胶方式对流体黏度敏感,胶点大小受气压和作用时间影响较大,一致性较差 。随着电子元件的微型化和封装密度的提高,对胶量的控制要求也愈发严格。螺杆泵和计量管式点胶技术逐渐兴起,通过压力驱动胶液流出,实现更稳定的胶量输出。而近年来,喷射式点胶技术,尤其是压电喷射阀的出现,彻底改变了点胶的精度与效率。压电喷射阀通过压电陶瓷材料的高频形变驱动撞针撞击胶水出胶,实现了胶点的一致性和高速度,瞬时喷射频率可达1000点/秒以上。这种技术不仅克服了接触式点胶的缺陷,还能够适应复杂多变的封装环境,成为电子封装领域的标准方式。
2.3功能需求的驱动:从单一到多元智能的演进
曾经,点胶设备功能单一,仅能完成简单的点、线涂胶操作,在基础电子产品生产中勉强维持。但随着电子产品功能集成度提升,生产工艺愈发复杂。除了位置精度和胶量精度,点胶设备的功能需求也在不断提升。现代点胶机不仅具备多阀、多流道的设计,还可以实现一键校准、飞拍、连续路径点胶等高级功能,大大提高了生产效率。此外,闭环控制系统的引入,使得点胶过程更加稳定可靠。通过实时监测胶量和点胶状态,设备可以自动调整参数,确保点胶质量的一致性 。
3未来展望
了解了过去,我们再来看看未来。其实在当前的行业环境下,关于“点胶”,我们经常可以类似于“点胶行业没前途”、“市场已经太卷了”、“点胶谁都能做,没有技术门槛的”等等的负面论断。但是,作为一个在行业浸润了15年的老炮,我特想借着这个机会在线上和各位同行说两句心里话:
3.1.行业蓬勃发展,绝非夕阳产业
根据调查,全球点胶设备市场规模预计从2023年的334亿美元增长至2030年的489亿美元,年复合增长率5.7%。3.2 保持敬畏之心,细分领域等待攻克
我们已经处在工业4.0的时代,人工智能,5G,万物互联......信息技术的飞速发展,半导体的超越摩尔定律。种种这些信号无疑不在告诉我们未来的电子封装技术会越来越超乎我们的想象。而点胶作为电子封装中的“微观工程师”,其技术的革新是精密制造迈向高效化、智能化的缩影。留给我们的课题还有很多很多。
结语
未来已来,但战争刚开始。“点胶技术的终极竞争,不再是‘涂胶’,而是成为智能制造的神经末梢——实时感知、自主决策、零缺陷执行。” 电子展小编认为,从指尖颤抖到算法心跳,点胶工艺的进化史,是一部把人从重复劳动中解放出来的微型工业革命。当机器学会“思考”,人类终于可以把创造力留给更宏大的问题。
文章来源:德福尼特智能科技