第一篇:異方性導(dǎo)電膜(共)
異方性導(dǎo)電膜
隨著電子產(chǎn)品朝輕,薄,短,小化快速發(fā)展,各種攜帶式電子產(chǎn)品幾乎都以液晶顯示器為顯示面板,特別是在攝錄放影機(jī),筆記型計算機(jī),移動終端或個人數(shù)字處理器等產(chǎn)品上,液晶顯示器已是重要的組成組件。液晶顯示器除了液晶面板外,在其外圍必須連動驅(qū)動芯片作為顯示訊號之控制用途。一般而言,液晶面板與驅(qū)動IC系統(tǒng)的接口銜接技術(shù)大致可分為下列幾種:卷帶式晶粒自動貼合技術(shù)(Tape Automated Bonding;TAB)、晶粒-玻璃接合技術(shù)(Chip on Glass;COG)、晶粒-軟板接合技術(shù)(Chip on Flex;COF)。ACF介紹
2.1 何謂異方性導(dǎo)電膠:其特點在于Z軸電氣導(dǎo)通方向與XY絕緣平面的電阻特性具有明顯的差異性。當(dāng)Z軸導(dǎo)通電阻值與XY平面絕緣電阻值的差異超過一定比值后,既可稱為良好的導(dǎo)電異方性。
2.2 導(dǎo)通原理:利用導(dǎo)電粒子連接IC芯片與基板兩者之間的電極使之成為導(dǎo)通,同時又能避免相鄰兩電極間導(dǎo)通短路,而達(dá)成只在Z軸方向?qū)ㄖ康摹?.3 產(chǎn)品分類:
1.異方性導(dǎo)電膏。2.導(dǎo)方性導(dǎo)電膜。異方性導(dǎo)電膜(ACF)具有可以連續(xù)加工(Tape-on-Reel)極低材料損失的特性,因此成為目前較普遍使用的產(chǎn)品形式。
2.4 主要組成:主要包括樹脂黏著劑、導(dǎo)電粒子兩大部分。樹脂黏著劑功能除了防濕氣,接著,耐熱及絕緣功能外主要為固定IC芯片與基板間電極相對位置,并提供一壓迫力量已維持電極與導(dǎo)電粒子間的接觸面積。
一般樹脂分為熱塑性樹脂與熱固性樹脂兩大類。熱塑性材料主要具有低溫接著,組裝快速極容易重工之優(yōu)點,但亦具有高熱膨脹性和高吸濕性缺點,使其處于高溫下易劣化,無法符合可靠性、信賴性之需求。而熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂(Epoxy)、Polyimide等,則具有高溫安定性且熱膨脹性和吸濕性低等優(yōu)點,但加工溫度高且不易重工為其缺點,但其可靠性高的優(yōu)點仍為目前采用最廣泛之材料。
在導(dǎo)電粒子方面,異方導(dǎo)電特性主要取決于導(dǎo)電粒子的充填率。雖然異方性導(dǎo)電膠其導(dǎo)電率會隨著導(dǎo)電粒子充填率的增加而提高,但同時也會提升導(dǎo)電粒子互相接觸造成短路的機(jī)率。
另外,導(dǎo)電粒子的粒徑分布和分布均勻性亦會對異方導(dǎo)電特性有所影響。通常,導(dǎo)電粒子必須具有良好的粒徑均一性和真圓度,以確保電極與導(dǎo)電粒子間的接觸面積一致,維持相同的導(dǎo)通電阻,并同時避免部分電極未接觸到導(dǎo)電粒子,導(dǎo)致開路的情形發(fā)生。常見的粒徑范圍在3~5μm之間,太大的導(dǎo)電粒子會降低每個電極接觸的粒子數(shù),同時也容易造成相鄰電極導(dǎo)電粒子接觸而短路的情形;太小的導(dǎo)電粒子容易行成粒子聚集的問題,造成粒子分布密度不平均。在導(dǎo)電粒子的種類方面目前已金屬粉末和高分子塑料球表面涂布金屬為主。常見使用的金屬粉鎳(Ni)、金(Au)、鎳上鍍金、銀及錫合金等。
目前在可靠性和細(xì)間距化的趨勢下,如COF和COG構(gòu)裝所使用之異方性導(dǎo)電膠,其導(dǎo)電粒子多表面鍍鎳鍍金之高分子塑料粉末,其特點在于塑料核心具可壓縮性,因此可以增加電極與導(dǎo)電粒子間的接觸面積,降低導(dǎo)通電阻;同時,塑料核心與樹脂基礎(chǔ)原料的熱膨脹性較為接近,可以避免熱循環(huán)和熱沖擊環(huán)境時,在高溫或低溫環(huán)境下,導(dǎo)電粒子因與樹脂基礎(chǔ)原料的熱膨脹性差異減少與電極間的接觸面積,導(dǎo)致導(dǎo)通電阻上升,甚至于開路失效的情形發(fā)生。
2.5 貼合工藝:平時導(dǎo)電粒子在黏合劑中均勻分布,互不接觸,加之有一層絕緣膜,ACF 膜是不導(dǎo)電的,當(dāng)對ACF膜加壓、加熱后(一般加壓、加熱分兩次,第一次為臨時貼在產(chǎn)品上60 ℃~100 ℃,(3~10)×104 Pa ,2 s~10 s 出貨,第二次為部品搭載時約150 ℃~200 ℃,(20~40)×104 Pa ,10 s~20 s)導(dǎo)電粒子絕緣膜破裂,并互相在有線路的部分(因為較無線路部分突起)擠壓在一起,形成導(dǎo)通,被擠壓后的導(dǎo)電粒子體積是原來的3~4 倍(導(dǎo)電粒子體積不變,差別在於原本是球體狀,經(jīng)過熱壓後變成類似圓餅狀,讓上下電極有更多的面積接觸到導(dǎo)電粒子),加熱使黏合劑固化,保持導(dǎo)通狀態(tài)。一般導(dǎo)通部分電阻在10 Ω以下,未導(dǎo)通部分相鄰端子間在100MΩ 以上。主要ACF品牌及差異 3.1 Sony ACF(Single Layer)Sony發(fā)展出稱為Microconnector的先進(jìn)ACF技術(shù),應(yīng)用在COF,COG接合上。此ACF材料主要是在導(dǎo)電粒子制作上有突破性發(fā)展。其導(dǎo)電粒子除了如一般在塑料核心表面鍍上金屬層之外,又再金屬層表面再涂布一層10nm厚的絕緣層,而此絕緣層則是由極細(xì)微的樹脂粒子所組成。其發(fā)展材料之樹脂黏著劑可以為熱塑性或熱固性材料,然后將導(dǎo)電粒子加入做成膏狀物或薄膜狀產(chǎn)品。當(dāng)此材料貼附于軟板基板進(jìn)行熱壓制程時,導(dǎo)電粒子與芯片凸塊和軟板基板電極同時會壓破其接觸面的絕緣層(即Z軸方向),但未接觸的XY平面方向之絕緣層則不會被壓破,保持其絕緣性。因此Sony相信,使用此種涂布絕緣層的導(dǎo)電粒子,可以提高異方性導(dǎo)電膠的粒子密度,達(dá)到細(xì)間距和低導(dǎo)通電阻的要求,而同時又不會有短路的情形發(fā)生。3.2 Hitachi ACF(Double Layer)針對細(xì)間距化的要求,日立化成則提出了雙層(Double Layer)結(jié)構(gòu)之ACF,雙層結(jié)構(gòu)之上層為未添加導(dǎo)電粒子的樹脂層,而下層則是含有單層導(dǎo)電粒子的排列。與傳統(tǒng)單層結(jié)構(gòu)之ACF相比,雙層結(jié)構(gòu)可以在不增加導(dǎo)電粒子密度的情形下,因下層局部粒子密度較高,使得電極單位接觸面積內(nèi)之粒子密度較高,同時在接近芯片凸塊區(qū)域,因局部粒子密度較低而降低了短路的情形發(fā)生。
在樹脂黏著劑方面,為了可靠性的考量,日立化成在其產(chǎn)品上均選擇使用環(huán)氧樹脂系統(tǒng)已提高材料的黏著強(qiáng)度、玻璃轉(zhuǎn)移溫度及防濕性等特性。3.3 3M ACF 3.4 Toshiba ACF 3.5 TeamChem Company ACF16,AC42 冠品低溫操作ACF16:低溫保存,-15℃以下12個月,常溫下14天無礙,熱壓合溫度攝氏80度,可應(yīng)用于耐熱性較低的 PET膜,ITO玻璃基材。
ACF16為海鄭實業(yè)2010年主力推出的異方性導(dǎo)電膠膜。它與一般市售ACF產(chǎn)品之最大不同之處在于其低溫操作的特性。室溫預(yù)貼,熱壓皆可以80°C完成。且接著后之電性阻抗低,穩(wěn)定性高,可耐高溫、高濕及回焊。
操作時,預(yù)貼在室溫操作,之后再以80°C x 5秒鐘-10秒鐘進(jìn)行熱壓即可。
預(yù)貼及熱壓時請不要使用墊片,因為墊片會使得熱傳導(dǎo)變慢,導(dǎo)致膠膜無法在短時間內(nèi)達(dá)到熱熔狀態(tài),而產(chǎn)生接著不良的問題。熱壓后,可藉由室溫存放,使樹脂得以緩慢而持續(xù)的進(jìn)行分子鍵結(jié)反應(yīng),其接著 強(qiáng)度可隨之逐漸增加。如有需要,亦可采用后熟化反應(yīng),以提升其接著強(qiáng)度。后 熟化可以使用 90°C x 60 分鐘。如果產(chǎn)品最終需要能通過高溫回焊,則建議采用 兩段式后烤熟化︰90°C x 30 minutes至150°C x 30 minutes,則接著強(qiáng)度可提升到 1.0 kg/cm 以上,也更能承受嚴(yán)苛的高溫環(huán)境。
此產(chǎn)品熱壓后具有可修補性,也就是當(dāng)熱壓后,如果因過度拉扯或操作不良的因素,造成導(dǎo)電性的問題時,可簡單的再以80°C x 5 seconds熱壓即可修補,而無需重工。如果因?qū)ξ徊涣级柚毓r,只需以丙酮擦拭即可清除干凈。熱壓后,可以由室溫存放,使樹脂得以緩慢而持續(xù)的進(jìn)行分子鍵結(jié)反應(yīng),其接著強(qiáng)度可隨之逐漸增加。此產(chǎn)品符合RoHS & Halogen-free規(guī)范,且不含PFOS & PFOA。3.6 UPAK ACF 瑋鋒為大中華地區(qū)第一家量產(chǎn)ACF的廠商,目前產(chǎn)品有FOG(FPC on GLASS)、FOB(FPC on PCB)兩種,而COG(CHIP on GLASS)則是已開發(fā)但成本過高不適合進(jìn)入市場。一般ACF的熱壓條件,有以下需要注意:
1.溫度:是指實際料溫,也就是ACF實際接觸的溫度,而不是熱壓機(jī)的設(shè)定溫度。
2.秒數(shù):是指熱壓秒數(shù),舉例而言,需要180度15秒的條件,就表示ACF實際料溫要在第15秒內(nèi)到達(dá)180度,一般也要求在前2秒升溫的溫度要到達(dá)180度的九成左右,也就是172度才算標(biāo)準(zhǔn),之後持續(xù)升溫於第15秒時到達(dá)180度。
3.壓力:大致而言,有兩種計算方式,使用非IC介面的ACF,是以整體面積承受到的總力道去計算,而使用IC介面的ACF,是以IC上的BUMP(電極)總面積承受到的總力道去計算,所以時常會有人覺得為什麼有IC介面的熱壓力道都比其他介面的來的大就是這個原因。異方性導(dǎo)電膠膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)兼具單向?qū)щ娂澳z合固定的功能,目前使用于COG、TCP/COF、COB及FPC,其中尤以驅(qū)動IC相關(guān)之構(gòu)裝接合最受矚目。根據(jù)日本JMS的調(diào)查,2006年全球ACF市場規(guī)模約488億日圓,至2007年將成長至586億日圓,歷年成長率約在20%上下。隨著驅(qū)動IC在Fine Pitch潮流的推動下,ACF的產(chǎn)品特性已逐漸成為攸關(guān)Fine Pitch進(jìn)程的重要因素。本文將針對ACF就其產(chǎn)品發(fā)展概況、主要規(guī)格特性以及產(chǎn)業(yè)未來趨勢等做一介紹。
■ACF發(fā)展概況
ACF的組成主要包含導(dǎo)電粒子及絕緣膠材兩部分,上下各有一層保護(hù)膜來保護(hù)主成分。使用時先將上膜(Cover Film)撕去,將ACF膠膜貼附至Substrate的電極上,再把另一層PET底膜(Base Film)也撕掉。在精準(zhǔn)對位后將上方物件與下方板材壓合,經(jīng)加熱及加壓一段時間后使絕緣膠材固化,最后形成垂直導(dǎo)通、橫向絕緣的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。ACF主要應(yīng)用在無法透過高溫鉛錫焊接的制程,如FPC、Plastic Card及LCD等之線路連接,其中尤以驅(qū)動IC相關(guān)應(yīng)用為大宗。舉凡TCP/COF封裝時連接至LCD之OLB(Outer Lead Bonding)以及驅(qū)動IC接著于TCP/COF載板的ILB(Inner Lead Bonding)制程,亦或采COG封裝時驅(qū)動IC與玻璃基板接合之制程,目前均以ACF導(dǎo)電膠膜為主流材料。
■驅(qū)動IC腳距縮小 ACF架構(gòu)須持續(xù)改良以提升橫向絕緣之特性!ACF中之導(dǎo)電粒子扮演垂直導(dǎo)通的關(guān)鍵角色,膠材中導(dǎo)電粒子數(shù)目越多或?qū)щ娏W拥捏w積越大,垂直方向的接觸電阻越小,導(dǎo)通效果也就越好。然而,過多或過大的導(dǎo)電粒子可能會在壓合的過程中,在橫向的電極凸塊間彼此接觸連結(jié),而造成橫向?qū)ǖ亩搪罚沟秒姎夤δ懿徽?。隨著驅(qū)動IC的腳距(Pitch)持續(xù)微縮,橫向腳位電極之凸塊間距(Space)也越來越窄,大大地增加ACF在橫向絕緣的難度。為了解決這個問題,許多ACF結(jié)構(gòu)已陸續(xù)被提出,以下針對目前兩大領(lǐng)導(dǎo)廠商的主要架構(gòu)做介紹: 1.Hitachi Chemical的架構(gòu)
為了降低橫向?qū)ǖ臋C(jī)率,Hitachi使用了兩個方法,其一是導(dǎo)入兩層式結(jié)構(gòu),兩層式的ACF產(chǎn)品上層不含導(dǎo)電粒子而僅有絕緣膠材,下層則仍為傳統(tǒng)ACF膠膜結(jié)構(gòu)。透過雙層結(jié)構(gòu)的使用,可以降低導(dǎo)電粒子橫向觸碰的機(jī)率。然而,雙層結(jié)構(gòu)除了加工難度提高之外,由于下層ACF膜的厚度須減半,導(dǎo)電粒子的均勻化難度也提高。目前,雙層結(jié)構(gòu)的ACF膠膜為Hitachi Chemical的專利。除了雙層結(jié)構(gòu)之外,Hitachi也使用絕緣粒子,將絕緣粒子散布在導(dǎo)電粒子周圍。當(dāng)腳位金凸塊下壓時,由于絕緣粒子的直徑遠(yuǎn)小于導(dǎo)電粒子,因此絕緣粒子在垂直壓合方向不會影響導(dǎo)通;但在橫向空間卻有降低導(dǎo)電粒子碰觸的機(jī)會。
2.Sony Chemical的架構(gòu)
Sony Chemical的方法是在導(dǎo)電粒子的表層吸附一些細(xì)微顆粒之樹脂,目的在使導(dǎo)電粒子的表面產(chǎn)生一層具絕緣功能的薄膜結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的特性是,粒子外圍的絕緣薄膜在凸塊接點熱壓合時將被破壞,使得垂直方向?qū)ǎ恢劣跈M向空間的導(dǎo)電粒子絕緣膜則將持續(xù)存在,如此即可避免橫向粒子直接碰觸而造成短路的現(xiàn)象。
Sony架構(gòu)的缺點是,當(dāng)導(dǎo)電粒子的絕緣薄膜在熱壓合時若破壞不完全,將使得垂直方向的接觸電阻變大,就會影響ACF的垂直導(dǎo)通特性。目前該結(jié)構(gòu)的專利屬于Sony Chemical。除了上述以結(jié)構(gòu)改良的方式來避免橫向絕緣失效以外,透過導(dǎo)電粒子的直徑縮小也可達(dá)成部分效果。導(dǎo)電粒子的直徑已從過去12um一路縮小至目前的3um,主要就在配合Fine Pitch的要求。隨著粒徑的縮小,粒徑及金凸塊厚度的誤差值也必須同步降低,目前粒徑誤差值已由過去的±1um降低至±0.2um。7 B(W(d% x8 x(g
隨著驅(qū)動IC細(xì)腳距的要求,金凸塊的最小間距也持續(xù)壓低,目前凸塊廠商已經(jīng)可以做到20um左右的凸塊腳距。20um的腳距已使ACF橫向絕緣的特性備受挑戰(zhàn),F(xiàn)ine Pitch的技術(shù)瓶頸壓力似乎已經(jīng)落在ACF膠材的身上了。
■驅(qū)動IC外型窄長化 ACF膠材之固化溫度須持續(xù)降低 以減少Warpage效應(yīng)
當(dāng)驅(qū)動IC以COG形式貼附在LCD玻璃基板上時,為避免占用太多LCD面板的額緣面積,并同時減少IC數(shù)目以降低成本,使得驅(qū)動IC持續(xù)朝多腳數(shù)及窄長型的趨勢來發(fā)展。然而,LCD無堿玻璃的膨脹系數(shù)約4ppm/℃遠(yuǎn)高于IC的3ppm/℃,當(dāng)ACF膠材加熱至固化溫度反應(yīng)后再降回室溫時,IC與玻璃基板將因收縮比例不一致而使產(chǎn)生翹曲的情況,此即Warpage效應(yīng)。Warpage效應(yīng)將使ACF垂直導(dǎo)通的效果變差,嚴(yán)重時更將產(chǎn)生Mura。Mura即畫面顯示因亮度不均而出現(xiàn)各種亮暗區(qū)塊的現(xiàn)象。
為降低Warpage效應(yīng),目前解決方案主要仍朝降低ACF的固化溫度來著手。以膨脹系數(shù)的單位ppm/℃來看,假使ACF固化溫度與室溫的差距降低,作業(yè)過程中IC及玻璃基板產(chǎn)生熱脹冷縮的差距比就會越小,Warpage效應(yīng)也將降低。
ACF固化溫度之特性主要受到絕緣膠材的成分所影響。絕緣膠材成分目前以B-Stage(膠態(tài))之環(huán)氧樹脂加上硬化劑為主流,惟各家配方仍多有差異。在膠材成分方面雖然較無專利侵權(quán)的問題,但種類及成分對產(chǎn)品之特性影響重大,故各家廠商均視配方為機(jī)密。ACF的許多規(guī)格如硬化速度、黏度流變性、接著強(qiáng)度乃至于ACF固化溫度等,莫不受到絕緣膠材的成分所決定。目前在諸多特性之中,降低ACF固化溫度已成為各家廠商最重要的努力方向,此特性也是關(guān)乎廠商技術(shù)高低的重要指標(biāo)。
■ACF主要規(guī)格
投入ACF產(chǎn)品的日商計有Hitachi Chemical、Sony Chemical、Asahi Kasei(旭化成化學(xué)株式會社)及Sumitomo等;韓商則有LG Cable、SK Chemical及MLT等;國內(nèi)廠商目前較積極的有瑋鋒,公司技術(shù)來自于工研院。ACF價格成本僅占LCD模塊約1%的比重,價格低但對面板質(zhì)量卻有決定性的影響,故面板廠更換新品的誘因較小。目前全球ACF市場由Hitachi Chemical及Sony Chemical所壟斷,兩家合計市占率超過九成以上。以下僅對兩家領(lǐng)導(dǎo)廠商之主要產(chǎn)品規(guī)格做介紹。
■ACF適用Pitch之換算
由上表中可以發(fā)現(xiàn),應(yīng)用于金凸塊接合的ACF規(guī)格中,找不到我們最關(guān)心的最小適用腳距數(shù)據(jù)。最小適用腳距除了決定于橫向絕緣特性,此部份受到間距(Space)所影響外,尚須考慮垂直導(dǎo)通的要求。垂直導(dǎo)通效果的主要關(guān)鍵則在于金凸塊接點可捕捉壓合多少顆的導(dǎo)電粒子。由此可知,導(dǎo)電粒子密度及金凸塊的電極面積為主要的影響因素。因此,要得知ACF的最小適用腳距就必須從規(guī)格表中的最小電極面積來著手。
以長寬比(Aspect Ratio)為7:1的金凸塊為例,我們可以由最小電極面積(假設(shè)為A)推出最小電極寬度為(A/7)的平方根,將最小電極寬度加上最小間距,即可得到ACF的最小適用腳距。經(jīng)由換算結(jié)果,在金凸塊長寬比7:1的驅(qū)動IC應(yīng)用下,Hitachi之AC-8604(COG)適用腳距30um、AC8408(COG)適用腳距30um、AC-217(COF)適用腳距25um;Sony之CP6030ID(COG)腳距限制則為35um。
由上列計算公式可以推知,金凸塊的Aspect Ratio越大,ACF的最小適用腳距將越小。因此,金凸塊廠在Fine Pitch的角色除了須將凸塊的間距做小之外,也須提高金凸塊的長寬比。
■不同的導(dǎo)電粒子各有其適用產(chǎn)品
導(dǎo)電粒子的種類可分為碳黑、金屬球及外鍍金屬之樹脂球等。碳黑為早期產(chǎn)品,目前使用已不多。金屬球則以鎳球為大宗,優(yōu)點在于其高硬度、低成本,尖角狀突起可插入接點中以增加接觸面積;缺點則在其可能破壞脆弱的接點、容易氧化而影響導(dǎo)通等。為克服鎳球之氧化問題,可在鎳球表面鍍金而成為鍍金鎳球。目前鎳球之導(dǎo)電粒子多用于與PCB之連接,LCD面板之ITO電極連接則不適用,主要原因在于金屬球質(zhì)硬且多尖角,怕其對ITO線路造成損傷。用于LCD Glass之ACF膠膜以鍍金鎳之樹脂球為主流,由于樹脂球具彈性,不但不會傷害ITO線路,且在加壓膠合的過程中,球體將變形呈橢球狀以增加接觸面積。另外,外層涂布絕緣樹脂之鍍金鎳樹脂球?qū)儆赟ony的專利,由于生產(chǎn)成本較高,該公司會根據(jù)不同應(yīng)用給于適當(dāng)參雜以節(jié)省成本。
■溫度、壓力、時間為壓合固化之三要素
B-Stage(膠態(tài))之ACF在加壓加溫至固化溫度且歷經(jīng)一段時間后,絕緣膠材將反應(yīng)成C-Stage(固態(tài))。ACF在反應(yīng)成固態(tài)后,內(nèi)部導(dǎo)電粒子的相對位置及形變將定型,硬化之膠材也可擔(dān)任Underfill的腳色,對內(nèi)部電極接點形成保護(hù)的效果。在將ACF壓合固化的三條件當(dāng)中,溫度與時間最為廠商所重視,溫度參數(shù)如前述將影響Warpage效應(yīng);時間參數(shù)則直接影響工廠的生產(chǎn)效率。
第二篇:導(dǎo)電復(fù)合材料
導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料
高Z09 劉瑞 091464
導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料
摘要:本文主要講述了導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)鍵詞:導(dǎo)電聚合物 復(fù)合材料 高分子
1.前言
近幾年來, 關(guān)于導(dǎo)電聚合物的研究一直受到普遍的重視。這類新的高分子材有可能在彩色顯示、電化學(xué)、催化、抗靜電及微波吸收等眾多領(lǐng)域內(nèi)得到使用。然而, 由于導(dǎo)電高聚物的綜合力學(xué)性能較差,嚴(yán)重地妨礙了它的廣泛工業(yè)應(yīng)用比幻。
為了改善導(dǎo)電聚合物的性能, 人們開展了導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的研究。例如將導(dǎo)電聚合物和基體聚合物(工程塑料)復(fù)合制成復(fù)合材料。這類復(fù)合材料的導(dǎo)電特性和純導(dǎo)電聚合物相似, 但力學(xué)性能有明顯的改善。它的制備可采用電化學(xué)或化學(xué)方法。到目前為止, 除了使用工程塑料作復(fù)合材料支持體外, 各種透膜,無機(jī)層狀結(jié)構(gòu)材料, 橡膠粒子, 粘土,聚合物固體電介質(zhì)等均可用來制備導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。通過改變聚合條件以及原材料性能, 可以控制復(fù)合材料的形態(tài)(孔隙率, 微纖狀)、導(dǎo)電性能、透光率以及電化學(xué)特性等。2.導(dǎo)電復(fù)合材料的分類及用途
導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料是一種既具有普通聚合物材料特性,又具有一定導(dǎo)電性能的新型功能材料。由于導(dǎo)電聚合物具有重量輕、易加工成各種復(fù)雜形狀、尺寸穩(wěn)定性好以及電阻率在較大范圍內(nèi)可調(diào)等特點,因此在防靜電、微波吸收、電磁屏蔽及電化學(xué)等領(lǐng)域被廣泛采用。表1列出了導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的分類及用途。
表1 導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其用途
3.制備方法
導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法主要有兩種:一種是在基體聚合物中填充各種導(dǎo)電填料;另外一種則是將結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物或親水性聚合物與基體聚合物進(jìn)行共混。
3.1填充型導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料 這種材料通常是將不同性能的無機(jī)導(dǎo)電填料摻入到基體聚合物中, 經(jīng)過分散復(fù)合或?qū)臃e復(fù)合等成型加工方法而制得。導(dǎo)電填料的種類很多, 常用的可分為炭系和金屬系兩大類。炭系填料包括炭黑、石墨和碳纖維等;金屬系主要有鋁、銅、鎳、鐵等金屬粉末、金屬片和金屬纖維。目前研究和應(yīng)用較多的是由炭黑顆粒和金屬纖維填充制成的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。3.1.1碳黑填充型導(dǎo)電復(fù)合材料[4] 炭黑是一種天然的半導(dǎo)體材料, 其體積電阻率約為0.1~10Ω.cm。它不僅原料豐富, 導(dǎo)電性能持久穩(wěn)定, 而且可以大幅度調(diào)整復(fù)合材料的電阻率(100 ~108Ω·cm)。因此, 由炭黑填充制成的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料是目前用途最廣、用量最大的一種導(dǎo)電材料。
炭黑填充型導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理比較復(fù)雜, 通常包括導(dǎo)電通道、隧道效應(yīng)和場致發(fā)射三種機(jī)理, 復(fù)合材料的導(dǎo)電性能是這三種導(dǎo)電機(jī)理作用的競爭結(jié)果[2,3]
[1]。在炭黑填料用量少、外加電壓較低時, 由于炭黑粒子間距較大, 形成導(dǎo)電通道的幾率較小, 這時隧道效應(yīng)起主要作用;在炭黑用量少、但外加電壓較高時, 場致發(fā)射機(jī)理變得顯著;而隨著炭黑填充量的增加, 粒子間距相應(yīng)縮小, 則形成鏈狀導(dǎo)電通道的幾率增大, 這時導(dǎo)電通道機(jī)理的作用更為明顯。
近年來, 圍繞如何提高炭黑填充型導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能這一問題進(jìn)行了大量的研究, 主要表現(xiàn)在炭黑填料的改性以及新型導(dǎo)電炭黑的開發(fā)兩個方面。目前最常用的改性方法是對炭黑進(jìn)行高溫?zé)崽幚? 這不僅可以增加炭黑的比表面積, 而且可以改善其表面化學(xué)特性。用鈦酸酯類偶聯(lián)劑處理炭黑表面, 在改善復(fù)合材料導(dǎo)電性能的同時, 還能提高熔體流動性和材料的力學(xué)性能。在填充復(fù)合過程中, 添加適當(dāng)?shù)姆稚┗虮砻婊钚詣? 可以防止炭黑粒子的聚集, 使其在基體聚合物中能夠均勻分散。此外, 將炭黑與陶土、滑石粉等惰性物質(zhì)并用, 改性效果也會有所提高;加入玻璃纖維或云母等增強(qiáng)劑還可改善復(fù)合材料的機(jī)械性能。炭黑與聚合物的化學(xué)接枝物作為母粒, 再與其它基體聚合物進(jìn)行復(fù)合, 則可大幅度提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能, 而且導(dǎo)電穩(wěn)定性也得到改善。
3.1.2金屬纖維填充型導(dǎo)電復(fù)合材料
采用金屬纖維作為填料, 填充到基體聚合物中, 經(jīng)適當(dāng)混煉分散和成型加工后, 可以制成導(dǎo)電性能優(yōu)異的復(fù)合材料, 體積電阻率為10-3~100Ω·cm。由于這 類材料比傳統(tǒng)的金屬材料質(zhì)量輕且易加工, 因此被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的新型導(dǎo)電材料和電磁屏蔽材料.金屬纖維的填充量對導(dǎo)電性能的影響規(guī)律與炭黑填充的情形相類似, 但由于纖維填料形成鏈狀導(dǎo)電通道的幾率更大, 因此在填充量很少的情況下便可獲得較高的導(dǎo)電率。金屬纖維的長徑比對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響較大, 長徑比越大, 導(dǎo)電性和屏蔽效果就越好[6]。此外, 選擇合理的混煉工藝參數(shù)也很關(guān)鍵。在復(fù)合過程中, 為避免金屬纖維折斷, 注射時應(yīng)降低螺桿轉(zhuǎn)速和背壓, 提高機(jī)筒和模具溫度。為提高均勻分散效果,有時還需添加適當(dāng)?shù)募庸ぶ鷦?/p>
目前, 國外開發(fā)和應(yīng)用較多的金屬纖維是黃銅纖維, 其次是不銹鋼和鐵纖維等。不銹鋼纖維作填料不僅強(qiáng)度高, 在成型過程中不易折斷, 能保持較大的長徑比, 而且抗氧化性好, 能保持導(dǎo)電性能持久穩(wěn)定。將直徑為7μm 的不銹鋼纖維與PC、PS 等基體聚合物復(fù)合, 當(dāng)填充量為6(w t)% 時, 屏蔽效果40dB, 適當(dāng)增加不
[5]銹鋼用量, 其屏蔽效果還會有所提高。3.2共混型導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料
將結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物或親水性聚合物與基體聚合物共混,可以得到既有一定導(dǎo)電性能或永久抗靜電性能,又具有良好力學(xué)性能的復(fù)合材料。3.2.1結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物共混物
結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物共混物可以采用機(jī)械共混或化學(xué)方法制備。機(jī)械共混是制備聚合物復(fù)合材料的常用方法。將結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物與基體聚合物同時放入共混裝置,然后在一定條件下混合成型,便可獲得具有多相結(jié)構(gòu)特征的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。一般當(dāng)導(dǎo)電聚合物含量為2% ~ 3%時,體積電阻率約10-7 ~10-9Ω.cm,因此可以作為抗靜電材料使用。如果將結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物與基體聚合物在更微觀尺度內(nèi)共混,則可以制得具有互穿網(wǎng)絡(luò)或部分互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。兩種聚合物分子鏈之間存在范德華力、庫侖力和靜電力。這種復(fù)合材料可以用化學(xué)方法或電化學(xué)方法來實現(xiàn)。
化學(xué)方法制備的基本原理是基于某些結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物單體可在FeCl3 或CuCl2等氧化劑作用下進(jìn)行氧化縮聚。3.2.2親水性聚合物共混物
目前常用的親水性聚合物以聚氧化乙烯(PEO)的共聚物占多數(shù)。此外,還有聚乙二醇一甲基丙烯酸共聚物、聚乙二醇體系聚酰胺或聚酯酰胺、環(huán)氧乙烷—環(huán)氧丙烷共聚物以及含有季銨鹽基團(tuán)的甲基丙烯酸酯類共聚物等等。近年來,這類導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料在國外發(fā)展較快。
研究表明, 將親水性聚合物與基體聚合物進(jìn)行共混, 制成的導(dǎo)電復(fù)合材料, 可以形成一種“芯殼”結(jié)構(gòu)。親水性聚合物在兼容劑存在下, 經(jīng)較低的剪切力拉伸后, 在基體聚合物表面呈微細(xì)的筋狀, 即層狀分散結(jié)構(gòu);而在中心部分則接近球狀分布。4.應(yīng)用
4.1 抗靜電和導(dǎo)電領(lǐng)域
這也是高分子復(fù)合導(dǎo)電材料應(yīng)用最多和最廣的領(lǐng)域。由于高分子材料的電氣絕緣性能優(yōu)良, 在成型、運輸和使用過程中, 一旦受到摩擦和擠壓作用就很容易產(chǎn)生和積累靜電。這些積累在制品表面的靜電, 可能給成型操作帶來困難, 影響產(chǎn)品質(zhì)量;也可能由于吸塵嚴(yán)重難于凈化而影響制品的外觀和在超凈化環(huán)
境(如手術(shù)室、計算機(jī)室、精密儀器室等)中的應(yīng)用;或者在錄音、錄像時產(chǎn)生雜音和雜波.尤為嚴(yán)重的是, 當(dāng)靜電積累到一定程度時就會產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象。在電子行業(yè)中, 靜電放電會使各種精密儀器、精密電子元器件被擊穿而報廢;在炸藥、煤礦、石油、化工、紡織等行業(yè)中, 靜電放電可能引起易燃易爆物起火或爆炸,造成巨大的惡性事故.鑒于以上原因, 國外從60 年代起就已對高分子材料的抗靜電間題進(jìn)行了研究, 大批性能良好、品種齊全的抗靜電材料相繼投入工業(yè)化應(yīng)用, 廣泛用作礦山、油、氣田、化工等部門的干粉及易燃、易爆液體的輸送管材、礦用拾送皮帶;集成電路、印刷電路板及電子元件的包裝材料;通訊設(shè)備、儀器儀表及計算機(jī)的外殼;工廠、計算機(jī)室、醫(yī)院手術(shù)室、火藥廠、制藥廠及其它凈化室的地板、操作臺墊板及壁材等。此外, 高分子復(fù)合導(dǎo)電材料還廣泛用作高壓電纜的半導(dǎo)電屏蔽層、結(jié)構(gòu)泡沫材料、化工容器等。4.2自控溫發(fā)熱材料
迄今國外少數(shù)發(fā)達(dá)國家已研制出了適于工業(yè)應(yīng)用的以高分子復(fù)合導(dǎo)電P T C 材料[7]作發(fā)熱體的自控溫加熱帶和加熱電纜.與傳統(tǒng)的采用金屬導(dǎo)線或采用蒸汽加熱相比, 這種加熱帶和加熱電纜除兼有電熱、自調(diào)功率、自動限溫三項功能外, 還具有加熱速度快、節(jié)省能源、使用方便(可根據(jù)現(xiàn)場使用條件任意截斷)、控溫保溫效果好(不必?fù)?dān)心過熱、燃燒等危險)、性能穩(wěn)定且使用壽命長等優(yōu)點, 廣泛用于氣液輸送管道、儀表管線、堆體等的防凍保溫以及各類融雪裝置。在電子領(lǐng)域, 高分子復(fù)合導(dǎo)電PT C材料主要用于溫度補償和測量、過熱以及過電流保護(hù)元件等;在民用方面, 高分子復(fù)合導(dǎo)電PTC材料也得到了越來越廣泛的開發(fā)和應(yīng)用, 例如用作嬰兒食品保暖器、電視機(jī)屏幕消磁系統(tǒng)、電熱地毯、電熱坐墊、電熱護(hù)肩等保暖治療產(chǎn)品以及各種日常生活用品、多種家電產(chǎn)品的發(fā)熱材料等。
4.3.壓敏導(dǎo)電膠
這種導(dǎo)電膠的電阻隨外加壓力而變化, 它分為兩種: 一種是壓力小于某一確定值時材料呈絕緣態(tài), 大于該值時呈導(dǎo)電態(tài), 能作通一斷動作;另一種是電阻值隨外加壓力而連續(xù)變化的可變電阻導(dǎo)電膠.用這種壓敏導(dǎo)電膠可制成各種傳感器, 以判別車輛的軸信息、溶劑濃度、電子琴鍵打擊力、變形大小等;也可制成觸摸控制開關(guān), 用于視頻錄像重現(xiàn)、投影擴(kuò)大機(jī)等級轉(zhuǎn)換、照相機(jī)等多種速度調(diào)節(jié)。
5.發(fā)展趨勢
目前高分子復(fù)合導(dǎo)電材料的發(fā)展趨勢主要圍繞以下幾個方面: 1.如何在提高復(fù)合材料導(dǎo)電性能的前提下, 降低導(dǎo)電填料的用量;2.如何在加大導(dǎo)電填料用量以提高導(dǎo)電性能的前提下, 保持或增強(qiáng)復(fù)合材料的成型加工性能、力學(xué)性能和其它性能;3.開發(fā)復(fù)合導(dǎo)電材料新品種, 開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域;4.復(fù)合材料多功能化, 除使其具有導(dǎo)電功能外.還使其具有優(yōu)良的阻燃性、阻隔性、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦等性能。
參考文獻(xiàn):
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第三篇:外來車輛異方物品證明
外來車輛異方物品證明
此車上不是本廠的,車號。美嘉倉庫
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外來車輛異方物品證明不是本廠的,車號美嘉倉庫年外來車輛異方物品證明不是本廠的,車號美嘉倉庫年外來車輛異方物品證明不是本廠的,車號美嘉倉庫年。月日。月日。月日
外來車輛異方物品證明
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外來車輛異方物品證明是本廠的退貨,車號美嘉倉庫年外來車輛異方物品證明是本廠的退貨,車號美嘉倉庫年外來車輛異方物品證明是本廠的退貨,車號美嘉倉庫年。月日。月日。月日
第四篇:病理學(xué)理論指導(dǎo):彌漫性膜性腎小球腎炎的病理變化
電鏡下
可見毛細(xì)血管基底膜表面,上皮細(xì)胞下,有多數(shù)細(xì)小的小丘狀沉積物。基底膜表面形成許多釘狀突起插入小丘狀沉積物之間。
免疫熒光法
證實沉積物內(nèi)含免疫球蛋白和補體,多為IgG和C3,沿基底膜表面呈顆粒狀熒光。大量沉積物被埋藏在增厚的基底膜內(nèi),基底膜高度增厚。沉積物在增厚的基底膜內(nèi)逐漸溶解,使基底膜呈蟲蝕狀。以后這些空隙由基底膜物質(zhì)充填。由于基底膜高度增厚,故毛細(xì)血管腔狹小,甚至阻塞。系膜硬化,最后整個腎小球被玻璃樣變。
膜性腎病病變模式為:基底膜不規(guī)則增厚,其內(nèi)包含IgG與C3沉積物。
第五篇:關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量符合性趨勢方面的報告
關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量符合性趨勢方面的報告
自二0一一年質(zhì)量管理體系審核以來,各只能部門積極貫徹執(zhí)行體系文件規(guī)定,對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了全過程控制:
1.業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)與產(chǎn)品有關(guān)要求的確定,并扎扎實實做好與產(chǎn)品有關(guān)要求的評審工作,以確保所提供的產(chǎn)品信息(即顧客要求)是充分適宜的;
2.生產(chǎn)部按程序規(guī)定對供方進(jìn)行了能力評定、采購信息及采購過程控制,以確保供方有能力提供滿足本公司要求的產(chǎn)品,從而為最終產(chǎn)品的質(zhì)量提供了有力的保證。
3.開發(fā)部根據(jù)產(chǎn)品要求,對產(chǎn)品加工工藝進(jìn)行分析,編制工藝文件,并在生產(chǎn)過程中會同生產(chǎn)部門有關(guān)人員督促操作員嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律,以確保產(chǎn)品的最終質(zhì)量。
4.品質(zhì)工程部在進(jìn)貨、過程及最終產(chǎn)品檢驗各階段按照檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求,履行“預(yù)防、把關(guān)、報告”職能,對進(jìn)公司材料、外協(xié)件、半成品、成品進(jìn)行檢驗把關(guān),收集產(chǎn)品質(zhì)量信息,及時開展數(shù)據(jù)分析,并積極尋求改進(jìn)機(jī)會,以確保產(chǎn)品的最終質(zhì)量。
由于上述各部門的努力與全體員工的積極參與,以致品質(zhì)工程部針對2011年4月至2012年3月份的進(jìn)貨檢驗批次合格率、裝配一次交驗合格率進(jìn)行了統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果均達(dá)到了質(zhì)量指標(biāo)的要求,而且因產(chǎn)品質(zhì)量引起的顧客抱怨情況尚未發(fā)生。
品質(zhì)工程部
二0一二年三月二十八日