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导电塑料是什么?有什么作用?

作者:admin    添加时间:2021-03-01 02:49:50    浏览量:100

导电塑料是将树脂作为基材和导电添加剂混合,用塑料的加工成型方式进行加工的功能型高分子材料。它实现了从绝缘体到半导体再到导体的巨大变化,是所有物质中能够完成这种可能性变化跨度最大的。与传统的材料相比,它具有重量轻、易成型、电阻率可调节等特点,并可以方便地通过分子设计合成或复合成多种多样结构的材料。

 

导电塑料按照导电性能可分为:防静电体、导电体和高导电体;按制作方法可分为结构型导电塑料和复合型导电塑料;按用途可分为抗静电材料、导电材料和电磁波屏蔽材料。

基材可以包括:PC/ABS、PC、ABS、PA、PPE 等;

 

导电物质主要有:殊的导电炭黑、碳纤维、纳米级的导电微纤维等;

 

和金属材料相比,导电塑料的优势:

 

根据产品要求设计屏蔽效能;

防腐性能好,使用寿命长;

可加工结构较复杂的产品;

无需二次加工,浪费少,交货迅速;

生产损耗小,降低生产成本;

接缝不需要屏蔽衬垫,减少安装时间及成本;

密度低,减少运输成本。

 

电磁屏蔽

金属材料仍然是至今使用最广泛的电磁屏蔽材料,其屏蔽方式主要是反射损耗,吸收损耗很小或没有。

其主要优点是:强度高、韧性好、导电、导磁、导热性能好、屏蔽效能高,但其致命的弱点也很突出:能耗高,屏蔽性能不可调,密度大,易腐蚀,成型性差,人体感觉差(尤其是制作屏蔽室时),在广泛用于屏蔽机壳时存在加工过程复杂的问题,致使成本过高,因而逐渐被新型电磁屏蔽器件所代替。

导电塑料是采用导电填料与聚合物填充复合而成的复合材料,是目前研究最广泛的新型电磁屏蔽材料,其屏蔽主要通过反射(特别是 10GHz 以下)损耗和透射引起的吸收损耗来实现。

它的优点突出:

1)可一次加工成型,加工工艺过程短,便于批量生产;

2)当产品寿命结束时,主要成分可以回收,而不像涂层或镀有金属层的物品需要进行昂贵的脱模处理,彻底解决了回收问题;是继表层功能型屏蔽材料之后推向市场的新型屏蔽材料,也是当前和未来最重要和最有发展前途的高性能电磁屏蔽材料。

 

ESD保护

半导体器件在制造、测试、存储、运输及装配过程中,仪器设备、材料及操作者都很容易因摩擦而产生几千甚至上万伏的静电电压。当器件与这些带电体接触时,带电体就会通过器件引脚进行放电,从而可能导致器件的损伤。静电放电(ESD) 对半导体器件尤其是CMOS集成电路、MOS管和微波器件等静电敏感器件带来了严重危害。半导体器件静电损伤的失效模式主要有:

(1)突发性完全失效

突发性完全失效是器件的一个或多个电参数突然劣化,完全失去规定功能的一种失效。通常表现为开路、短路以及电参数严重漂移。 半导体器件ESD损伤主要表现为:

介质击穿

金属化铝损伤与熔融

硅片局部区域热熔

PN结损伤与热破坏短路

扩散电阻与多晶电阻损伤(包括接触孔损伤)

ESD可触发CMOS集成电路内部寄生的可控硅 “闩锁”效应,导致器件大电流烧毁。

 

(2)潜在性失效

如果带电体的静电势或存储的静电能量较低,或ESD回路有限流电阻存在,一次ESD脉冲不足以引起器件发生突发性完全失效。但它会在器件内部造成轻微损伤,这种损伤又是积累性的。随着ESD脉冲次数增加,器件的损伤阈值电压逐渐下降,器件的电参数逐渐劣化,这类失效称为潜在性失效。它降低了器件抗静电的能力,降低了器件的使用可靠性,此类失效的危害性远远大于突发性失效。

 

每年半导体工业因为ESD造成的经济损失以数十亿美元计。

 

导电类热塑性材料允许静电连续性释放,而不是快速的积聚并放电,它具有了永久的静电消散(ESD)和防止静电积聚功能,从而能够起到保护作用。