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三、UNDERFILL底部填充胶之客户市场篇

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前面简介中以及提到过,UNDERFILL简单定义为“用于保护电子产品中某些芯片焊接后的锡球的一种胶粘剂”,所以理论上有锡球封装形式的电子元器件(BGA CSP FLIPCHIP……)等都可能使用到底部填充胶。而以上封装形式的元器件是为了迎合电子产品的轻薄小的需求而诞生的,而电子产品的轻薄小需求也是为了便于携带而诞生的。因为往往移动便携式电子产品中如果有用到有锡球封装形式的电子元器件时都有可能要用到底部填充胶水,这也是为什么上面讲胶水品牌时提到的都是智能手机厂商的使用。其实在其它一些领域也偶有底部填充胶的应用,但最终产品与手机的产量来说就望尘莫及了。所以这篇也是围绕常见的移动电子设备展开。

 

首先当然是手机,尤其是智能手机时代,其实在功能机的时候已经开始有BGA等芯片的使用了(一般就一两个部件),而智能手机往往有三四个甚至更多的部件会用到BGA等形式的芯片,所以底填胶的需求理论上也随之放大。 大家可以去看看各家手机的产销量,大概就能估计出底填胶水的需求了(之前的文章称根据手机销量臆测过UNDERFILL的用量,按当时的标准250ml胶水大概可以使用在2000-3000个手机上,这是当时元化学给我们数据,虽然智能机时代使用BGA部件更多,但这一数据依然是可参考,因为虽然单个手机上BGA数量增加了,但是由于单个BGA的封装面积减小,加上底部锡球数增加及球径及球间距的减小,所以单个手机底填胶的用量也没有成倍的增长,甚至没有大幅的增加。这个我们从SONY的手机上也再次得到了验证,按目前的标准用量,单个SONY手机上underfill的用量大概为100mg左右,所以250ml(约280g)胶水大概可以使用在2000-3000个手机上也是合理的)。下面就各大手机厂商的销量数据以及工作中听到的一席数据做一些分享。

 

苹果

说苹果当然就要说到富士康,苹果手机的销售数据相信很多媒体上都有公开的数据,2012年苹果手机的销量约为1.35亿台,而我之前听说的一个数据富士康苹果手机项目上底填胶的用量(按人民币采购额)是接近以亿计的,貌似因为当初的UF3800成本较高,加之热力学上有一些小缺陷,所以后面陆续升级了3808、3810等型号。按每台手机用胶100mg(1克=1000mg)计算,苹果手机2012年的用胶量约为0.135亿克,而一般乐泰的胶水折合下来每克的单价约为6~10元人民币,所以苹果手机2012年的用胶金额就为0.81亿~1.35亿元(当然这个应该就是富士康的采购额了),所以我之前说到的那个以亿计采购额也是合理的。不过由于乐泰针对大客户有更特殊的价格策略,貌似这款胶水卖给苹果之外的项目都要贵不少(当然估计也没有哪个项目单个型号能超过苹果的用量了)。

 

三星

三星是和苹果相反的,三星的手机几乎全部是自己生产的,尤其是主力机型更是如此,所以大家也比较少看到三星手机的代工厂,但其实也是有的,我这边接触到的就有开发科技、惠州BYD等公司,不过他们用的胶水是由三星相关公司统一配送的,不需要自己自行采购的。而且配送的胶水和最终的成品手机是要对应的,数据相差太大还要专门写报告调查的。而代工的机型基本上都非市场上的主力机型,貌似以功能机为主。东莞那边也有几家韩资厂为三星代工过部分功能机的产品。而关于三星手机UNDERFILL的用量,我这边也有一个可以参考的数据,通过和三星配送底填胶的一家韩资厂负责人聊天,他们每个月给三星厂及外发厂商配送的胶水约为3000小支及2000大支。这里的小支是280g而大支是800gr,所以每个月的用胶量大概为2440kg,按每台手机用胶100mg折合下来单月手机产量约为2440万台,折合一年下来约为2.9亿台手机。网上查了一下三星2012年手机销售约为4亿台,估计2013年可到5亿台。这个数据和前面的计算也是比较匹配的,因为上面的2.9亿台只是华南三星的数据,加上其华东及韩国本土的数据应该也是合理的。不过由此可见三星的手机从数量上来讲主要还是由其华南厂商生产的。

 

以上是对智能手机最牛的两家公司的用胶量做了个大概的分析,其实其余手机厂商都可以参考这个推算方法,但是有时候当年销量和当年产量并不是一一对应的,另外由于有着功能机、智能机等机型不同,加上每家厂的点胶制程生产管控的严格程度(记得富士康有个项目上面的底填胶每块板都要打胶前后都要过秤的,呵呵)不同,所以每部手机100mg的数据也是仅供参考的。(上次BYD有个项目由于制造工人的疏忽,导致单片板的用胶量差不多降了一半,后来才发现纠正过来)。 另外对于在BGA下是否要打胶,每家公司都有着自己的理解,记得金立公司曾经有两年几乎所有的产品都不打胶了,不过后来还是陆陆续续恢复回来了,这中间有什么故事就不得而知了。

 

目前国内的手机厂商中华酷联等都是普遍在手机中使用了底填胶水的,具体情况大家可以去前一篇品牌文章里面看看。另外两个在互联网上呐喊的比较多的魅族和小米,据我所知前者是有使用底部填充胶的,而后者据说是完全不使用底填胶水的,貌似小米的手机返修率还是蛮高的,雷布斯是否有关注这个细节,从打胶的角度来改善一下呢,呵呵!

 

而作为手机领域的前辈MOTOROLA及NOKIA,目前已经都易主了,不知道在接下来是否能焕发出第二春,而关于他们产品里面的用胶,说句实在话实际接触到的真不多。貌似他们并不像苹果或三星那样就只使用一家公司的一款底填胶水,据之前的信息MOTO早年就是有使用过乐泰的胶水,在外发一款机型给富士康还是伟创力的时候还曾指定过SUNSTAR的胶水。另外作为智能手机的前辈HTC,他们产品中使用的底填胶水一直是个谜,包括我和美国乐泰的人交流,他们也不是太清楚。据说有可能是台湾的供应商拿了乐泰还是谁的产品在贴牌卖进去的(有些台湾胶商胆子比较大),HTC手机上面不用胶也是分分钟有可能的。

 

毋庸置疑手机肯定是底填胶使用的绝对主要领域,另外还有个别领域就单个厂商而言用量也是比较可观的,其中一个领域就是掌上游戏机行业,不过这个基本上是任天堂和索尼的天下。虽然现在的智能手机都涵盖了很多的游戏功能,但是对于游戏发烧友,PSP/PSV和GBA/NDS/3DS等才是他们心目中真正的游戏机。就任天堂游戏机上的用胶,据悉一年大概也有差不多两吨多,如果折合成手机的话也差不多是2000多万台,也是不错的销量了。不过貌似游戏机上面的用胶量要更大一些,好像任天堂的掌机一年也卖不了2000万台的,呵呵!不过最近克强总理上台后,据说会在上海自贸区等地前方开发游戏机的进口与销售(这意味着被封杀了13年的游戏机有可能进口中国市场),目前这些机器都是在中国之外地区销售的,而中国玩家的潜力也是不可小觑的。至少我身边就有不少这样的游戏发烧友,而当年的超级玛丽、魂斗罗等游戏像我们这个年纪的都没少玩。

 

还有一个伴随着手机而成长起来,貌似两者之间的界限也越来越模糊,那就是平板行业,而现在平板和电脑之间的界限也在模糊,现在智能手机的处理能力其实已经开始超过早期的部分X86电脑CPU了,虽然二者之间貌似架构及原理方面都不大相同,但好像包括INTEL等公司都在考虑二者的融合。我记得华硕曾经出过一台手机和平板二合一的产品,将手机插到平板背面就成了一个平板,单独使用就是一个手机。虽然卖得不大好,但创意还是不错的。三星也推出了一些平板电脑,外出单独携带的是平板,回到办公司放在特制的底座上,配上键盘又可以当普通电脑用,但价格也是不菲的,而与单独的平板或单独的电脑对比而言在使用及性能上都还是逊色一些。大家看看微软的surface系列产品卖得不愠不火也大概能知道这个产品的市场接受程度了。貌似又扯远了点,至于平板上的底填胶使用情况,就我了解到的信息也不是非常普遍的,因为本身平板相对手机来讲其留给主板的空间要大得多,所以在相关元器件的选择上空间也大很多。而且里面使用的CPU等芯片比手上上用的都要大不少,我曾经去过一家做平板的厂,他们当时也是在评估底填胶水,据说是客户要求打胶的,而他们对胶的评估就太小儿科了,貌似就是为了打胶而打胶。不过在平板的组装上其实也用到很多结构胶的,像Retina iPad mini就使用了大量胶水,一般人想要拆解返修还是相当困难的。

 

除了手机主板本身,像手机上的一些配件,例如摄像模组,在采用CSP封装形式的手机摄像模组上就会使用底部填充的工艺。另外像与手机配套的蓝牙耳机,早在功能机的时代就有蓝牙耳机厂商在使用底填胶来增强产品可靠性,当然里面肯定是用到了BGA或CSP芯片的,记得刚开始接触UNDERFILL的时候还将东莞一个客户的蓝牙耳机主板拿到公司做了几个底部填充的样板给客户,虽然最后客户还是使用了乐泰的产品。其实与是说蓝牙耳机用到,不如说是蓝牙模组上用到,据了解像这类模组上苹果等公司的产品上使用的却是日本NAMICS等公司的产品,不过胶水用量和手机比就是九牛一毛了。

 

写到了这里差点忘了另外一个重要的应用市场和领域,那就是数码相机行业,之前曾经做过一个数码相机的代工厂的底填胶的生意,按当时的成交来看,他们一年下来也用到差不多一两吨的底填胶,不过这个领域的材料的指定性没有手机行业要求这么高,所以后面也是N多家底填胶厂商冲进去混战,无论是价格还是用量貌似都大大的打了折扣。因为后来很多数码相机都转变成ODM的加工方式,代工厂可以自主决定用还是不用胶水的。近几年数码相机行业受到手机的冲击也不小,这两年尤为明显,关于数码相机未来的命运,个人觉得估计也会向更专业的方向演进,而日常的拍照留影估计慢慢也会被手机取代(目前手机的摄像功能也是不少厂商追逐的一个卖点)。

 

以上我们都是针对板级封装(二级封装)的领域讨论underfill胶水的使用的,其实一级封装(芯片级封装)也会用到一些可靠性要求非常高的底填胶水的,这里我们就不展开讨论,因为我对这一块的应用接触也比较有限。但是现在在板级封装领域也有开始使用一级封装底填胶水的趋势,比较典型的领域之一就是汽车电子领域,随着车载电子的广泛使用,这一块的需求应该也是会增加的(前提是主板上使用了BGA等形式的芯片)。另外有一家设计石化管道行业的一些监控器的朋友也和我聊过使用底填胶后对产品可靠性的帮助(个人建议他们使用一级封装类的胶水),因为他们的产品也是在比较恶劣的环境下使用,尤其需要承受冷热冲击。不过他们也苦于如何建立一套评估可靠性提高的方法。

 

总言之有采用锡球焊接的地方都可能会用到UNDERFILL胶水,关键还要看成本等各方面能否满足。而在一些新兴的电子领域行业底填胶有了衍生的用途,我会在最后一篇《UNDERFILL底部填充胶之新兴市场篇》在分析讨论。 也欢迎大家对以上的内容进行补充或批评指正!

 

 

电子胶水达人!

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