非功能性壓敏膠在智能手機中的應用

李連春，鄧湘華，吳 鵬（3M中國有限公司華南技術中心，廣東 廣州 510663）

非功能性壓敏膠在智能手機中的應用

李連春，鄧湘華，吳 鵬
（3M中國有限公司華南技術中心，廣東 廣州 510663）

智能手機組裝過程中需要用到各種各樣的膠帶。介紹了組裝過程中各種應用對膠帶的要求并推薦了相關膠帶。本文所述膠帶均為非功能性壓敏膠，即只起結(jié)構(gòu)粘接功能，并無其它特殊功能。

智能手機；非功能性；壓敏膠

智能手機已經(jīng)成為人類日常生活中不可或缺的一部分。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2014年全球智能手機出貨量達到13億部，比2013年增長26.3%；預計2015年全球智能手機出貨量達到14億部，2018年智能手機的年出貨量將達19億。智能手機的各個部件在組裝過程中需用到多種壓敏膠，數(shù)量十分巨大。從功能上可以分為功能性壓敏膠和非功能性壓敏膠。前者指的是有特殊功能的壓敏膠，比如導電，導熱等，后者指的是主要起到結(jié)構(gòu)粘接作用的壓敏膠。本文主要介紹了非功能性壓敏膠在智能手機中的應用。

1 手機鏡片/觸摸屏用保護膜

應用不同，對保護膜的要求也不同。如果是觸摸屏出貨保護，除了粘性合適外，要求保護膜的潔凈度要高，自濕潤和排氣泡性能要好，即使經(jīng)歷各種老化條件也不易在玻璃或ITO表面留下痕跡。目前此類保護膜都以PET為基材，分別涂以丙烯酸壓敏膠、有機硅壓敏膠、聚氨酯壓敏膠而制成。丙烯酸壓敏膠本身濕潤能力較差，需要外加增塑劑提高其濕潤性能，但同時也降低了其內(nèi)聚強度，因此在模切時容易掉粉，但價格較低；有機硅壓敏膠濕潤能力非常好，但由于其是由有機硅單體或預聚物通過縮聚反應得到，有機硅單體或預聚物反應若不完全，很容易在玻璃表面留下有機硅小分子，污染玻璃表面，有機硅小分子緩慢揮發(fā)或遷移，可能降低手機內(nèi)部零部件的粘接效果。為了克服丙烯酸壓敏膠和有機硅壓敏膠各自的缺點，目前很多廠家正在開發(fā)聚氨酯壓敏膠保護膜。聚氨酯壓敏膠具有很高的內(nèi)聚強度，對PET膜有很高的附著力，模切時不會從PET膜上脫落，聚氨酯保護膜在玻璃上反復貼合和撕除，也不會留殘膠或痕跡，此外，聚氨酯壓敏膠表面濕潤速度與有機硅壓敏膠相當，因此，聚氨酯膠保護膜是未來發(fā)展的趨勢［1］。

如果是手機整機出貨，需要立即貼上一層PET保護膜，保護手機屏幕在運輸中免受污染，直到賣到消費者手中。這段時間都需要保護，通常會持續(xù)幾個月甚至1年。這就要求保護膜穩(wěn)定性高，長時間不留殘膠，易排氣泡，抗靜電（其表面電阻在109Ω/in2左右），有一定的抗刮擦能力，要求透明度較高，霧度較小。

2 手機液晶模組用壓敏膠

在液晶模組中也有壓敏膠的應用，見圖1。

圖1 液晶模組結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of LCM

圖1中的遮光膠帶，用于粘接液晶玻璃與背光模組。要求有良好的遮光性能（遮光率在99.99%以上），粘接強度高，抗起翹性能好，即使經(jīng)歷各種老化條件后也能將液晶玻璃與背光模組牢固粘接在一起，并且在返修拆解時膠帶保留在模組面以保證液晶玻璃完整。

反射片與塑料邊框需用雙面膠粘接，要求抗起翹性能和耐老化性能好，抗起皺能力強。

塑料邊框與金屬邊框/底盤之間需用雙面膠固定，要求粘接強度高，耐老化性能好。

3 手機鏡片/觸摸屏/模組/外殼粘接用壓敏膠

將手機鏡片或者觸摸屏固定在外殼上（下文稱為Lens bonding）對雙面膠的性能要求很高。它要求手機整機組裝后經(jīng)歷低溫貯存（-40 ℃）、高溫貯存（70 ℃）、高低溫循環(huán)、高低溫沖擊、高溫高濕、定向跌落及滾筒跌落后，觸摸屏與外殼仍然粘接牢固，不會發(fā)生明顯起翹、分離，觸摸屏還要保持完好無損。由于觸摸屏設計原因，有些ITO層的寬度與玻璃蓋板的寬度相當，所以雙面膠粘接的表面為機殼與ITO層；如果ITO層的寬度比玻璃蓋板的寬度窄，雙面膠粘接的表面為機殼與油墨層（見圖2）。Lens bonding用膠帶為了達到遮光效果，顏色一般要求為黑色，厚度一般為0.15～0.4 mm，通常為0.2 mm/0.25 mm/0.3 mm。就目前智能手機來說，Lens bonding膠帶設計粘接窄邊框?qū)挾纫话銥?.8～1.5 mm，尺寸一般為4寸以上。粘接寬度越來越窄，而觸摸屏的質(zhì)量越來越重（單觸摸屏的質(zhì)量就達到20 g，再加上液晶模組的質(zhì)量，總質(zhì)量甚至達到40 g），對lens bonding膠帶提出了更高的要求。

手機觸摸屏與液晶模組的固定有些用OCA（光學透明膠）貼合，俗稱“全貼合”，一般用于高端機，因為全貼合結(jié)構(gòu)在觸摸屏與模組之間不存在空氣，會使畫面的顯示效果更好，但成本也較高。低端手機一般用框形的PU泡棉（厚度一般為0.4 mm以上）雙面貼合薄型的PET雙面膠（一般為0.05 mm厚，也有的在嘗試0.03 mm厚度的產(chǎn)品）來固定觸摸屏與液晶模組，俗稱“口字膠”，成本較低，但顯示效果一般。對口子膠來說，泡棉的壓縮量不能太大。壓縮量大，在受到壓力時觸摸屏容易接觸到液晶模組，影響顯示效果。而全貼合由于觸摸屏與液晶模組用OCA貼合，不存在上述問題。由于機殼對液晶模組有保護作用，并且液晶模組的活動空間非常小，所以在經(jīng)歷老化及跌落測試時，液晶模組與觸摸屏的粘接受到外力破壞較小，所以對粘接性能要求不高。

圖2 TP常見結(jié)構(gòu)及與殼體/液晶模組粘接示意圖Fig.2 Schematic of common TP structure and bonding between TP and LCM

4 手機電池粘接用壓敏膠

減薄厚度是手機結(jié)構(gòu)設計的趨勢，傳統(tǒng)的插槽式電池固定方式已經(jīng)不能滿足結(jié)構(gòu)設計的需要。用薄型雙面膠將電池牢牢固定在中框上的方式被廣泛使用。最初的要求是在經(jīng)歷各種老化條件和跌落測試后電池能與中框保持良好的粘接。采用傳統(tǒng)雙面膠的固定方式在返修時容易破壞電池，所以越來越多的手機廠商開始使用可拉伸移除膠帶。

可拉伸移除膠帶是采用特殊的彈性體為基材，2面涂壓敏膠制成。它在保證良好粘接性能的前提下具有良好的抗拉伸性能。使用時先將膠帶模切成預定的形狀，將電池與中框粘接，并保留拉手。在拆卸時只需拉住拉手，沿一定方向緩慢拉伸就可以將膠帶完全抽拉出來，由于沒有了膠帶的粘接，電池就可以在不損壞的情況下與中框分離，降低了成本。

圖3 可拉伸移除膠帶移除示意圖Fig.3 Removing of stretch-releaseable tape

5 手機中其他應用的壓敏膠

其他的應用包括攝像頭鏡片/FPC/泡棉/各種網(wǎng)紗/墊圈/石墨片/NFC/硅膠件等的粘接。攝像頭鏡片的粘接一般采用厚度為0.1 mm的PET雙面膠，要求能通過各種老化測試及跌落測試；硅膠件用丙烯酸膠粘接，一般對粘性要求不是很強；FPC粘接要求粘性較高，因為FPC有時要彎折很大的角度再粘接，膠帶受到很大的反彈力。泡棉/各種網(wǎng)紗/墊圈/石墨片/NFC的粘接要求基本相同，膠帶一般比較?。?.05 mm以下）；粘接泡棉時，由于對粘性要求不高，且為了粘貼時重工的需要，可以采用強弱膠3M 9415（粘性較強面：54 N/100 mm；粘性較弱面：5.4 N/100 mm）或9178（粘性較強面：90 N/100mm；粘性較弱面：20 N/100 mm），用粘性較強面粘接泡棉，較弱面粘接另一粘接面，需要重工時可以輕易將泡棉整體干凈剝離，不會因為與另一粘接面粘性強于泡棉內(nèi)聚力導致在剝離時泡棉內(nèi)聚破壞，較難清理。

隨著智能手機的無限變薄，有的客戶要求雙面膠帶的厚度降低到50 μm以下，在厚度超薄的情況下維持較強的粘性。

6 結(jié)語

壓敏膠在智能手機中有非常多的應用，而智能手機更新?lián)Q代又非常快，所以必須緊跟智能手機設計的步伐，設計出能滿足甚至超越客戶期望的壓敏膠新產(chǎn)品來滿足客戶的要求。

［1］鄧湘華，李連春.保護材料在智能手機觸控面板上的應用［J］.粘接，2014，35（12）:92-95.

Applications of non-functional pressure sensitives in smart phone

LI Lian-chun， DENG Xiang-hua， WU Peng
（South China Technical Center of 3M China Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong 610663， China）

During the assembling process of the smart phones， we will use all sorts of tapes. The various applications requirements for the tapes during the assembling process of the smart phones were introduced and the relevant tapes were recommended. The tape adhesives described in this paper are all the non-functional pressure sensitive adhesives， they only play a role of bonding structure and do not have other special functions.

smart phone； non-functional； pressure sensitive tape

TQ 436+.3

A

1001-5922（2015）12-0089-03

2015-07-20

李連春（1980-），男，研究生，現(xiàn)從事膠帶研究工作。E-mail：llli@mmm.com。