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[分享]影响导电胶应用的因素有哪些?(2016-3-3 11:42:28)

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标签:导电胶 影响因素 聚合物  

在实际生产生活中,导电胶有很多应用,有很多因素可以影响导电胶性能的发挥,如:湿度、温度、外力等等。这些因素可能会影响导电胶的粘接强度和导电胶的电阻系数。通常会采用加速试验的方法来检测导电胶是否符合实际应用的需要,比如高温高湿、加载荷/应力、热循环、热冲击等。一般国际上规定商用导电胶在加速试验(高温高湿环境(85℃、85%RH)中老化500h)前后电阻变化率小于20%,就认为导电胶是稳定达标的。

影响导电胶性能的因素有哪些?

1、水分对导电胶的影响

导电胶中的水可能发生塑化和浸涨两种作用。水的塑化作用可以降低聚合物的玻璃化转变温度,强度和胶黏剂的模量;水的浸涨作用可以产生浸涨应力,甚至发生不可逆的物理化学的变化。水可以侵蚀胶黏剂和基体的界面从而降低了接头的强度。

2、高温对于粘接强度的影响

高温对于粘接强度的影响是很大的:如果导电胶的熔点较低,如一些热塑性的胶黏剂,在室温下性能优良,但是当温度升高,接近玻璃化转变温度的时候,塑性流动会导致接头变形,强度变低。如果是一些热固性的材料,高温下不软化流动,它们的关键的问题是热氧化和高温分解导致的强度降低。低温对于粘接强度也是有影响的:导电胶里面是有应力的,在室温下,低模量的导电胶通过变形很容易消除应力集中,而在低温下,弹性模量增加,导电胶很难消除应力集中。导电胶内部存在着应力集中和应力梯度,可能使导电胶由于应力太大,胶接处发生膨胀和收缩的变化,导致胶接处失效。

3、电化学腐蚀对于接触电阻的影响

有学者研究出来电化学腐蚀是接触电阻不稳定的主导因素。而电化学腐蚀通常要具备以下的几个条件:(1)有水和电解质存在;(2)有电化学势不同的金属接触;(3)两种金属要有一种的电化学势低于0.4V。

所以为了抑制电化学腐蚀,我们应选取以下措施:

(1)选取吸水性较小的导电胶

树脂基体和固化剂对于导电胶的吸水性都有较大影响。脂肪族环氧树脂比双酚F环氧树脂的吸水性高化学与黏合。

该优先选择双酚F环氧树脂;而固化剂中,由于六氢苯酐固化后其中的极性的官能团很少,所以吸水性也较低,经过高温高湿老化后,接触电阻也最稳定。

(2)添加有机抗腐蚀剂

有机抗蚀剂可以附着在金属表面,形成一层保护膜,来隔离外界的水和空气。实验结果显示,使用抗腐蚀剂后,导电胶在高温高湿下的稳定性有了很大的提高。

(3)添加除氧剂

电化学腐蚀的很重要的要素是氧气,我们可以通过添加一些还原剂来除去与导电胶接触的水中的氧气。添加除氧剂对于导电胶的力学性能和粘接性能没什么太大的影响,但是由于除氧剂是不断被消耗的,随着时间的推移,导电胶里的除氧剂不断减少,它对于氧气的抑制作用就会减少,所以这个方法只是起一个减缓的作用。另外,金属如Cu涂覆表面的接头受水的侵蚀严重,可能是因为金属Cu到了基体的表面并发生了氧化,弹性填料相对硬性填料能更好地补偿在热循环下产生的机械应力,所以目前诸多研究工作者把工作重点放在以聚合物复合导电粒子作为导电胶的导电填料。对于铜导电胶还可以采取在铜表面镀银的方法来防止氧化,经过高温暴露实验(80℃,1000h)后,电性能和机械性能和银导电胶基本相当,但是热循环50~100次后,接触电阻增加。

4、外力冲击对导电胶影响

印刷电路板在装配的过程中,难免会发生碰撞和振动等冲击,必然要求在此应用的导电胶具有良好的耐冲击的性能,导电胶与现有的锡铅焊料的强度相比稍有不足。NCMS要求对于PLCC(塑料有引线芯片封装)载体可以经受6次从1.524m的高度掉下,但是现有的导电胶材料大多不能满足这一点。基体胶是影响导电胶冲击韧性的重要因素,导电胶中通常采用的环氧树脂韧性差,所以对导电胶基体进行化学或物理增韧在改善导电胶冲击性能上可以达到比较理想的效果。


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