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导电银胶的紫外线固化

        在紫外光辐射下,液态导电胶中的光引发剂受激发变为自由基或阳离子,从而引发材料中具有反应活性物质间的化学反应(主要是聚合反应),最终导致体型结构的形成,从而使材料固化。光引发剂是实现固化的决定性因素,光引发剂有自由基型和阳离子型。光引发剂的种类和性质将直接影响光固化的固化速度。某些文献常用光敏剂(photosensitizer)一词来描述配方中某些能增强光固化速度的添加剂,并有时将其与光引发剂等同。但从作用机理来看,光敏剂与光引发剂是不同的。光敏剂的定义是指吸收辐射能后将能量转移给光引发剂的物质。光引发剂接受吸收部分能量后本身发生化学变化,分解为自由基或阳离子,从而引发聚合反应。而光敏剂将能量传递给光引发剂后回复到初始状态,其化学性质未发生变化。一般光引发剂在体系中的浓度不超过10%。实际应用时,引发剂本身或其光化学反应的产物均不应对固化后聚合物材料的物理和化学性质产生不良影响。由于不透明的导电填料的影响,紫外光辐射作用很难到达导电胶的深层,从而导致固化不完全,为了解决深层固化的问题,采用了同时使用光固化引发剂和热固化引发剂的二重固化机理。由于紫外光源照射导电胶表面时同时会产生热量,当照射到一定程度时,导电胶内部温度上升,热引发剂被激发引发未反应的预聚物和活性稀释剂,进而引发聚合反应。光固化和热固化双重引发机理保证了导电胶从内到外完全固化,达到最佳固化效果。
紫外光固化导电胶的导电填料与普通导电胶所使用的填料并无差别。一般为微米级金属粒子如金、铂、银、铜、镍、铬及它们的合金,也有采用核心为绝缘材料如玻璃丝、塑料或无机非金属材料,在外镀一层金属,由于银粉导电性好且价格适中,一般都采用镀银导电粒子。导电填料的形状有球状、片状、枝状或丝状等。导电粒子已有工业品出售,在国外有Fretzel公司生产的球状或片状镀银纤维粒子和金属银粒子;Btter Industries公司生产的商标为CONDUCT一0一FIL(SF 82 TF 8 )是一种圆柱状玻璃丝镀银导电粒子,其直径为10一15微米,长50一75微米。国内主要为导电银浆产品出售。紫外光固化导电胶固化的关键是光引发体系,包括光固化引发剂和热引发剂。目前光引发剂有自由基型和阳离子型两种,其吸收波长在200一400 nm之间。引发剂种类很多,目前普遍应用的是自由基型引发剂闭,为了增加引发效率,还要添加光敏剂,但是自由基型引发剂受氧阻聚影响较大,现在人们把目光投向了阳离子型引发剂上,阳离子型引发剂不受氧气影响,在空气氛围中可获得快速而完全的聚合,同时固化时体积收缩小,所形成聚合物的附着力强。由于导电填料的影响使紫外光很难达到胶的底层,Bachmann[s]等人认为可聚合成分只能吸收不到50%的光辐射,影响固化深度,采用光固化与热固化配合使用,可使引发效率提高,从而达到深层固化的目的。热引发剂一般为过氧化物。
紫外光固化的首要条件是光引发剂接受适当的紫外光后,分解产生活性的自由基或阳离子,继而引发聚合。而高强度、稳定的紫外灯、uvled固化灯是保证固化的前提条件。可以通过选择紫外固化灯具来将其能量输出光谱与待固化体系中光引发剂的吸收光谱相匹配,进而增加固化速度,提高生产能力以及改善固化物的物化性能;增加辐射可以增加固化深度;高强度的紫外灯的应用,减少引发剂的用量可以减少膜的变黄;短波长的高能量紫外光不仅可以降低氧气对被固化表面的抑制作用,而且还可以改善表面性质[15]。Sergent[ 16〕等人制备的是应用于液晶显示,电致发光等电子显示技术上的导电胶,其基体树脂采用环氧树脂,紫外光源的波长范围为355一435 n,在390 n 处为最佳,灯强度为10600 mw/cm2,光能量在0.1一0.3 J/cm2。由于灯会产生热量,故灯应距离被固化物远一些,约0.1一2 in。由于印刷线路板或某些电子元器件对热敏感,固化温度应低于80℃。在上述条件下,导电胶可在15-30 s内固化。应当认识到紫外灯产生的紫外光波长、光强度、光能量、照射部位的距离、长度、导电胶的化学性质都是影响紫外光固化的因素。紫外光波长范围一般在 190一410 mn,在合理的紫外光波长、强度范围内选择合适的紫外光固化设备才是保证高效、稳定固化的前提。

Hits:  UpdateTime:2013-04-07 16:04:17  【Printing】  【Close

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