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压敏胶带研发设计的要求与期望

点击次数:862    发布日期:2015-08-31   本文链接://www.kemesee.com//www.kemesee.com/news/516.html

      为了符合*终用户的审美和便携要求,消费电子产品外观尺寸轻薄化设计的同时,功能却愈加集成化,这就意味着产品更小的尺寸空间内要组装更多的零部件,作为固定辅材的压敏胶带自然不能占用过多的空间,对于胶带厚度的选择往往是在所有关键零部件尺寸定型后剩余的*大空间作为上限,目前业内在用的绝大多数双面压敏胶带产品净厚度通常在0.80~0.03mm 区间。其中厚度在0.30mm 以上的双面胶带多用于产品内部的结构部件粘接,如机壳框架等部位的组装固定等。用户希望胶带的厚度优势既能充分浸润粘接界面,又能够抵抗材料在粘接时因尺寸匹配公差或热力学形变产生的内应力而保证牢固可靠。

      泡棉基材的双面胶带由于良好的能量吸收和应力松弛特性成为这一厚度区间的主流产品。而涉及0.20~0.05mm 区间厚度的双面压敏胶带品种*多,应用也*为广泛,涵盖了如绝缘麦拉,泡棉,网布,FPC,橡胶件等等各种部件的粘接,由于其用量巨大,是所有压敏胶带厂商竞争*为激烈的市场,高性价比是致胜关键。厚度在0.05mm 以下的双面胶带产品通常以PET 基材或纯胶膜产品为主,常用于导热石墨片材的贴附,或部分泡棉麦拉等片材的粘接。尽管胶层厚度一再降低,但用户对胶带的粘接强度要求却没有妥协,只有通过寻找新材料研发新配方以及钻研新涂布工艺才有可能实现目标。目前0.03mm 和0.01mm 的双面胶带早已实现商业化生产,市场上甚至已经出现了厚度仅为0.005mm 的双面PET 基材压敏胶带。

      被粘部件材质对压敏胶带的粘接效果影响甚大。市面上的大众消费电子产品所用材料多为工程塑料或金属及玻璃。其中,绝大多数都属于中高表面能材质,如ABS、PC、PET、PI、不锈钢、铝镁等等,理论上都属于容易粘接的材料。但设计者为了使电子产品在外观质感和使用性能上不断提升,各类新型材料,或传统材料的新型添加剂又或传统材料表面涂装改性技术开始被广泛引入,如TPU,玻纤掺杂或表面油墨喷涂。这使得相当一部分被粘材料归属到中低表面能或低表面能材料范畴,对压敏胶带的粘接带来极大的挑战,通常我们认为材料表面能低于38 dyne(达因值)已不利于粘接。一些通用型压敏胶带对于此类材质的部件无法提供可靠的粘接强度,需要对被粘材料表面预先进行化学或物理处理,如涂刷底涂剂或电晕表面处理等来改善粘接界面的表面能。一些知名的胶带厂商也利用自身技术优势通过配方调节推出一系列专门针对低表面能材料粘接的胶带,如3M 公司的LSE 胶系产品等。

      虽然消费电子产品的更新换代速度愈加频繁,但少则3~5 年,多则10 年以上的使用寿命是产品设计者必须要保证的,用户不能接受在使用期间因为压敏胶带的性能劣化而导致电子产品的外观缺损或功能失效。此外,考虑到全球各地气候大环境和使用小环境千差万别,电子产品需要在高温高湿又或冰冻严寒环境下使用而不发生问题,有时甚至还要经受日晒雨淋的考验,这就要求使用的压敏胶带必须具有优异的耐温耐候性能,在数年甚至数十年期间都不能出现明显的性能老化或失效。为了确保选型的压敏胶带能够满足上述性能要求,电子产品设计打样阶段就将成品或半成品放入老化试验箱进行环境模拟测试,如高温高湿,高低温循环等严苛测试来检验是否有脱胶溢胶等失效模式发生。

      天然橡胶或合成橡胶类压敏胶产品虽然具有高初粘性和**耐低温性,对低表面能材料粘接强度高,原材料成本低廉等诸多优点,但由于其分子链段结构中存在不饱和键,导致耐温性耐老化性和耐化学性等方面较弱,在电子行业应用鲜有身影。而丙烯酸酯类压敏胶,俗称亚克力压敏胶,由于其出色的综合粘接性能尤其是长期耐候性,几乎占据电子产业应用的全部市场。此外,高性能有机硅压敏胶在某些特别部件如硅橡胶件的组装也有被少量使用。

      对于一些便携类或长期户外使用类电子产品,通常还会要求进行跌落测试,外力冲击测试或防水防尘测试等等,以模拟用户使用时可能发生的情况而保证产品正常使用。对于这类需求,亚克力闭孔泡棉类胶带如3M 公司的VHBTM 系列产品可以很好地吸收冲击能量分散应力,起到良好的减震缓冲的作用。此外由于闭孔泡棉胶层设计,只要确保界面粘接充分良好,可以轻松通过防尘测试IP6 等级和防水测试的IPX7 等级。在电子产品组装中还会使用相当数量的功能性双面胶带起到导电导热屏蔽绝缘阻燃等各种附加功能,这就要求胶带除了满足基本的粘接性能外还要具备其他特殊的物理性能,这里不做赘述。

      此外,双面胶带的颜色和外观也是电子产品设计方选型时会考虑的因素之一。大部分双面胶带的使用仅仅以粘接为目的,且**不要影响被粘部件本体的颜色,加之本身胶带原材所用的压敏胶水或基材就为透明色,产品性价比自然也是优势,因此透明版本占据主流市场。在一些显示模组或外观部件的粘接应用时,出于光学效果或视觉美观的考虑,黑色版本或黑白双色版本双面胶带的使用也有相当大的比例,通常都是通过选择颜色基材或压敏胶水中添加黑色颜料来实现,其生产成本也高于相同性能的透明版本。泡棉类或无纺布基材双面胶带因为基材本体颜色影响多为白色或半透明色,也会应客户要求添加色料做成黑色或灰色版本。除颜色外,用户有时对胶带胶面外观品相有严格要求,尤其是对一些透明外观部件的粘接应用。普通压敏胶带表面常见的亮斑,微气泡,线条等视觉瑕疵,虽然对粘接性的影响甚微但仍不可被接受。只有通过对压敏胶配方和基材的严格筛选,胶带涂布工艺和环境的精密管控,配以高表面质量的离型膜取代普通的离型纸等手段可以大幅提升胶面外观满足客户的要求。

      *后也同样非常重要的一点,出于人体健康和环境保护目的,世界各国都对电子电器类产品所用材料成分提出了明确严格的规定,压敏胶带的组成成分也必须符合要求,如欧盟的RoHS 和REACH产品性能认证等,否则即便胶带性能再卓越也无法被电子产品行业接受使用,必须特别注意。


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