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消费电子功能材料难点和痛点怎么破?vivo、TCL、道康宁、信越等业界专家给出“金点子”

来源:新材料在线|

发表时间:2017-11-07

点击:16215

从智能手机到PC和平板电脑,从家电到可穿戴设备和VR,消费电子产品早已渗透到我们日常生活的方方面面。相关数据显示,全球消费电子市场体量目前已达8000亿美元,今后还将进一步扩张。


与此同时,随着现代消费日趋多元化,消费电子技术更新和产品迭代日益迅速,消费者对产品的EMC、散热、防水、粘接等功能的要求也越来越高,这对新材料和新工艺也相应提出了更加严苛的要求。


为了探究消费电子功能材料技术和应用的痛点与难点,寻找对应的突破点和创新点,把握下一步发展的新趋势和新方向,由寻材问料®、新材料在线®和掌工知联合主办的消费电子功能材料高峰论坛11月4日在深圳大中华喜来登酒店隆重召开。



EMC与热管理新材料、新工艺论坛


防水新材料、新工艺论坛


据悉,这是2017国际CMF展暨世界新材料新技术展的同期活动之一,特设三大论坛,来自消费电子全产业链的逾300位业界菁英聚焦EMC、热管理和防水三大主题,探索消费电子新材料革新机遇,把脉新工艺未来发展。


5G脚步渐进 EMC的角色与挑战


“4G改变生活,5G改变社会”,这是各界对于5G影响力达成的普遍共识。随着5G商用脚步渐进,一个崭新的时代也即将开启。


vivo手机首席天线专家 黄奂衢 博士首先开场针对 “5G手机OTA性能与De-sense的关系概论” 进行了业界内首度公开的整机性剖析演讲,黄博士先对5G通信技术与其三大应用场景及对应频率进行讲解,且对5G时代手机天线与De-sense的设计与关键影响因素进行了深入浅出的理论分析及实例剖析。


此外,黄博士更进行前瞻而详细(纳入全面屏及无线充电等新特点与新技术)的整机系统性多因子下各维度的比对,包含了:源(source)、路(path),与接受体(receptor)。基于此,黄博士认为与时下的4G手机相比,De-sense在5G时代对手机OTA性能的风险将更高且更关键,而要对De-sense进行更好的抑制(suppression),便需进行更为细致与优化的:架构设计、布局堆叠、layout走线,与对策(solution)预防和设计,而当然,De-sense新材料与新工艺的应用也有助De-sense的抑制。

黄奂衢博士表示,EMC (包含了De-sense)主要可分为电子解(electrical solution)与结构解(mechanical solution),而越在早期进行EMC预防性的设计与对策,其设计自由度越高而所需导入的整体成本越低,且往往收到的效果会较好;反之,若到晚期才急忙地进行EMC的补丁与整改,其设计自由度便越低而所需变更的整体成本则越高,且往往收到的效果会较差。最后,黄奂衢博士更提出“EMC是系统级的设计,不是模块级的设计; EMC是系统级的设计(design),不是系统级的除错(debug); EMC是早期性的预防规划,不是晚期时的补丁整改!”以作为本次演讲精彩、精辟、深刻,且发人深省的结语。


vivo手机首席天线专家 黄奂衢 博士


而除了手机领域,EMC在新能源汽车领域也是热门探讨话题之一。


深圳市韬略科技有限公司总经理康亚强在分享新能源汽车EMC标准与新材料机会时表示,EMC包括发射部分的EMI(电磁干扰)和抗干扰部分的EMS(电磁耐受性)两部分,共有传导发射、辐射发射、传导抗扰度、辐射抗扰度、静电放电五大测试项,每项都与材料结合比较多,其中传导抗扰度中的BCI(大电流输入)未来市场机会较大。


深圳市韬略科技有限公司总经理康亚强


如何突破性解决BCI替代蕴含巨大商机,康亚强在列举主要零部件BCI测试问题时指出,与传统方案铁氧体相比,新型线束屏蔽材料是未来解决方案,而纳米晶合金具有高饱和磁感应强度、高初始磁导率、低矫顽力和低损耗、温度稳定性良好等特性,是很好的替代材料。


在目前的存量时代,消费者的基本使用需求已被满足的情况下,如何解决客户痛点的微创新是业界关注的焦点,无线充电便是其中之一。


随着苹果新机iPhone8、iPhoneX系列支持无线充电,业界一直认为,未来无线充电必成趋势。相应的,无线充电也对EMI提出了新的需求。


深圳市微航磁电技术有限公司董事长周红卫表示,无线充电技术目前正在手机、充电宝、牙刷、电脑周边、音响、耳机、灯具、机器人等消费电子领域渗透。2016年,智能手机市场无线充电市场渗透率仅为2%,市场容量约8.82亿元,预计2017年和2020年的市场渗透率将达到20%和60%,市场容量也将急速扩张到89.52亿元和242.85亿元。


深圳市微航磁电技术有限公司董事长周红卫


在这样的市场背景下,周红卫认为,模组化是重要趋势。对于手机接收端可用非晶、纳米晶材质构成的软磁材料,发射端采用常规的软磁材料,采用吸波胶来代替金属屏蔽材质,可去除涡流效应和提升宽带射频指标。


新材料、新工艺 让散热不再是烦恼


作为消费电子的集大成者,手机是迄今为止便携、计算、交互体验等综合能力最佳的消费电子终端。不过,随着5G时代的日渐临近和手机功能愈加完善,数据传输量的大增,手机零部件的快速“进化”,手机过热风险也在持续提升。如何选择新材料和新工艺有效解决消费电子热管理难题也是业界的迫切需求。


对此,深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司首席研发总监谢佑南认为,不同行业产品面临的市场需求,在满足功能前提条件下,出于成本、市场竞争考虑,越来越注重于用户体验,这也给热管理带来了不同难度的挑战。


深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司首席研发总监谢佑南


谢佑南表示,5G时代更深入的能源消耗,需要有更加行之有效的热界面材料和更佳结构方案。谢佑南从材料方向和结构方向详细讲解了应对高热流密度下的热解决方案。


作为一种常见的理想的导热界面材料,硅胶具有粘性强、绝缘性好和稳定性高等特点。道康宁是全球硅胶技术和创新领域的全球领导者,日前更是对外公布了全新的品牌--陶熙。


道康宁导热材料资深技术专家郏宇飞博士介绍道,新品牌延续了道康宁高性能有机硅产品的杰出品质,融合了陶氏化学和道康宁的优势。道康宁70多年来,致力于探索和开发有机硅的应用潜力,有机硅产品在电子行业得到了广泛应用。


道康宁导热材料资深技术专家郏宇飞博士


针对导热材料主要的特性和对散热设计的主要影响,郏宇飞表示大致可归纳为六个方向:一是热阻,二是整个系统的界面获得的BRT或是界面厚度,三是成本,四是过程性、可操作性,五是性能的稳定性,六是防热性能。


为解决手机散热难题,新的材料和解决方案渐渐也得到了市场的推崇。


广东思泉新材料股份有限公司廖晓飞带来了《消费电子高导热石墨膜散热解决方案》主题演讲,介绍了石墨散热膜在手机屏幕的应用。


广东思泉新材料股份有限公司廖晓飞


廖骁飞表示,目前解决整个手机散热问题的方案,主要是将石墨膜贴在五个部位:主板屏蔽盖、后壳、金属中框、LCM背板和无线充电接收模组。使用石墨膜处理前后,整机温度变化明显,其中正面贴面区域的温差高达7.7℃。如果石墨片结构越靠近热源,或石墨片水平扩散连接越好,散热效果则会越好。


“而OLED本身没有显示模组,为什么要散热呢?主要是因为芯片。”他指出,柔性OLED温度分布中,IC处温度最高,最高温度可达54.9°C,暗态画面会有mura现象。而在柔性OLED模组背面贴附石墨片后,IC处的温度明显下降,暗态画面mura现象消失。


液态合金因兼具液体的流动性和金属的特征属性,在智能电子设备、软体机器人以及医疗等领域也开始得到应用。


“目前唯一的液态金属就是镓。它的物理性比较稳定,又环保,比较适合民用。”杭州龙灿液态金属科技有限公司总工程师金明江博士指出,对通过引入第四元素,可以改变镓基液体合金“凝固预相变” 的相变温度。“通过引入Y元素,再结合特殊的熔炼工艺,可获得熔化温度为-27℃的超低熔点镓基合金。”


杭州龙灿液态金属科技有限公司总工程师金明江博士


据金明江介绍,在具体的应用实践上,液态合金可实现汞替代,比如制造出无汞体温计满足医用温度计汞替代的急迫需求;也可以基于液态金属的“流动性+导电性”,通过重力、离心力或电场来控制液态金属液滴的流动和位置,实现电路的开闭状态。另外镓基液态合金在相变储能、导热界面、制粉等领域的应用研发已取得进展,并展现巨大潜力。


常见的热管理方案涉及到热隔离、热扩散和热传导。深圳中凝科技有限公司总经理王天赋指出,“气凝胶的导热系数极低,是隔热保温性能最好的材料,这与石墨烯是两个极端。”


深圳中凝科技有限公司总经理王天赋


他介绍道,目前,气凝胶超薄毡主要分为三类:一是聚酯纤维超薄毡,厚度为0.15mm,导热系数0.040W/m·K左右,可应用于智能手机、可穿戴式终端、数码相机、平板电脑等;二是玻璃纤维超薄毡,厚度为0.5mm,导热系数0.025-0.030W/m·K,可应用于笔记本电脑、动力电池组内部电子元器件隔热等;三是预氧丝纤维超薄毡,厚度是2mm,导热系数0.020 W/m·K左右,可应用于家用电器、动力电池组间以及动力电池外局部隔热等。


王天赋最后进一步列举了不少实际应用案例,包括纽扣摄像机、智能手表、平板电脑CPU、汽车电池组间的隔热方案。


防水材料“各显神通”


防水一直是消费电子市场的“刚需”,手机防水可以说是消费电子产品防水的典范。在Sony推出防水手机后,三星、LG、苹果、华为也相继发布防水手机。


除手机外,智能穿戴、蓝牙耳机等产品也都纷纷都加入防水阵营,连亚马逊的新版Kindle Oasis 电子书阅读器也支持IPX8防水。


市场需求拉动,倒逼防水材料创新变革,目前市面上的防水材料品类繁多,如何寻找下一步的创新点引发业界广泛关注。


手机为什么要防水呢?富士康华南检测中心移动产品验证实验室主管张文雄表示,目前,市面上只有10%左右的手机有防水功能,防水、防尘能提升手机竞争力及销量,不仅成为手机发展的趋势和厂商的卖点,同样也能满足消费者的现实需求和期望。


富士康华南检测中心移动产品验证实验室主管张文雄


张文雄还重点介绍了防水处理方法和性能测试、材料仿真测试的设备与方法。


TCL结构部结构工程师王小宝针对手机生产过程中的防水测试和设计上的要点,在会上做了详细分享。


TCL结构部结构工程师王小宝


他强调,在做点胶防水的设计时,优先选择同一部品的同一平面做点胶面,当点胶面为组合平面或者组合台阶面时,取防水线内侧面作为点胶面,胶线中心必须位于点胶面上。在点胶过程中加了保压以后会慢慢张开,会存在漏气的现象,所以把平面度控制的越平越好,这对于防水手机的要求是至关重要的。


手机或其他消费电子防水设计,材料的选择和应用也至关重要。


深圳市安菲力科技有限公司市场总监柳毅介绍称,安菲力科技一直致力于为广大客户提供全球领先的电子材料,特别是在一些功能性防水,包括工业性防水方面具有多种产品和解决方案。


深圳市安菲力科技有限公司市场总监柳毅


针对防水材料和解决方案,柳毅重点分享了丰罗(VonRoll)灌封树脂、绝缘漆、三防漆等产品和解决方案。


具体到手机防水解决方案,罗曼胶带亚太区技术支持经理胡海彦表示,作为胶带厂商,罗曼胶带会考虑两个方向,即外压力应用下的防水和自由状态下的防水。针对这两个方向,胡海彦分享了罗曼胶带应用于消费电子领域的产品和解决方案。


罗曼胶带亚太区技术支持经理胡海彦


ACTnano中国首席代表张曲红分享了ACTnano独一无二的“秘密武器”--过渡态涂料。据她介绍,过渡态介于液体和固体之间,有自愈的能力,是纳米厚度级别,可以使线路板实现全导通、全防护而无需遮蔽。


ACTnano中国首席代表张曲红


张曲红表示,理想的防水保护方案要成本低且不影响消费者和产品,能够为用户提供便利。与市场上已有的机械密封、三防漆、真空镀等解决方案相比,ACTnano的解决方案具有明显优势。


信越有机硅国际贸易(上海)有限公司广州分公司施璐则就液体硅橡胶微量注射在3C产品防水上的应用和与会嘉宾做了分享。


信越有机硅国际贸易(上海)有限公司广州分公司施璐


施璐表示,信越的硅橡胶之所以会在市场上越来越受到欢迎,主要是因为其独特的结构,传统的一些石油的有机物主要都是碳单元或碳氧单元等,信越的有机硅产品是硅氧的分子,能提供比较高的键能,比传统的高出20%左右。


“提及防水,信越开发出一款具有选择性粘接的液体硅胶,其对PC、PA和金属都能达到很好的粘接效果。”施璐介绍道。


深圳市富创橡塑五金制品有限公司市场总监欧阳新宇也分享了防水有机硅胶在消费电子的应用。


深圳市富创橡塑五金制品有限公司市场总监欧阳新宇


欧阳新宇表示,近些年,有机硅在手机、电脑、智能穿戴上的应用越来越多,一些按键、接口、卡托都是靠硅胶材料来做密封,而现在一些高端手机都开始用液态硅胶的组件。富创在手机、可穿戴、汽车等领域都可提供先进的防水产品和设计方案。


在会议举行的同时,与会嘉宾进行了深入交流,现场达成了初步合作意向。


会后交流


会后交流


认真听讲


认真记录


观众提问


互动交流


会前签到


赞助及支持企业


vivo

TCL

3M

ACTnano

深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司

广东思泉新材料股份有限公司

深圳市富创橡塑五金制品有限公司

深圳市韬略科技有限公司

深圳市微航磁电技术有限公司

深圳中凝科技有限公司

深圳市亿铖达工业有限公司

信越化学工業株式会社

罗曼胶带技术(天津)有限公司


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