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尼龍抗靜電性能優化 電子場景尼龍材料

作者:中爾新材 時間: 瀏覽:848

資訊摘要:

電子場景里,靜電會擊穿芯片、導致灰塵吸附,普通尼龍的絕緣性太高,很容易積累靜電,那到底該怎么改性,提升尼龍的抗靜電性能,滿足電子場景的需求?

在電子、半導體的場景里,靜電的危害非常大:輕則會吸附灰塵,影響產品的外觀和性能,重則會擊穿芯片、導致 ESD 損傷,甚至,在有易燃易爆氣體的場景里,還會引發放電火花,導致安全事故。普通的 PA6/PA66,本身的絕緣性非常高,表面電阻可以達到 10^14Ω 以上,很容易積累靜電,滿足不了電子場景的抗靜電需求,所以,我們需要通過改性,來提升尼龍的抗靜電性能,適配電子場景的要求。

一、電子場景,對尼龍的抗靜電性能,有哪些要求?

不同的電子場景,對表面電阻的要求不一樣,一般來說:
  • 1.普通的防塵、防吸附的場景表面電阻需要在 10^9-10^12Ω 之間,也就是靜電耗散的級別;

  • 2.芯片、半導體的 ESD 防護場景,表面電阻需要在 10^6-10^9Ω 之間,也就是抗靜電的級別;

  • 3.防爆、高靜電的場景,表面電阻需要在 10^3-10^6Ω 之間,也就是導電的級別。

    而且,除了表面電阻,還要看靜電的衰減時間,也就是,靜電產生之后,多久能消散掉,一般來說,電子場景要求,靜電衰減時間,要小于 2 秒,這樣,才能快速的把靜電導走,不會積累。

二、提升尼龍的抗靜電性能,常見的改性方案

現在,行業里已經有很多成熟的改性方案,來提升尼龍的抗靜電性能,不同的方案,適配不同的場景:

1.外涂抗靜電劑方案

這個是最簡單的方案,就是在尼龍制品的表面,涂一層抗靜電劑,快速的降低表面電阻,這個方案,成本很低,見效很快,但是,缺點也很明顯,就是不耐水洗,很容易被擦掉,壽命很短,所以,只適合一次性的、短期的使用場景,比如,一次性的電子元件包裝、周轉托盤。

2.小分子抗靜電劑改性

添加小分子的抗靜電劑,比如,季銨鹽、脂肪酸酯,這些小分子,會慢慢的遷移到材料的表面,形成一層親水的膜,降低表面電阻,這個方案,成本也比較低,但是,同樣的,不耐水洗,而且,小分子很容易析出,導致制品的表面發粘、起霧,影響外觀,所以,也只適合短期的、一次性的場景。

3.導電填料復合改性

添加導電填料,比如,導電碳黑、碳纖維、碳納米管、石墨烯,這些填料,會在尼龍的內部,形成導電的通路,把靜電導走,這個方案,是永久抗靜電的,不會因為水洗、時間長了而失效,而且,耐熱性也很好,但是,缺點是,這些填料,都是黑色的,所以,制品只能做黑色的,而且,添加量多了,會影響力學性能,所以,適合對顏色沒有要求,需要永久抗靜電的場景,比如,電子設備的外殼、工業的周轉箱。

4.永久抗靜電劑改性

添加高分子的永久抗靜電劑,比如,聚醚類的永久抗靜電劑,這些高分子,會在尼龍的內部,形成連續的導電相,形成導電的通路,永久的把靜電導走,這個方案,也是永久抗靜電的,而且,不會析出,不會影響制品的顏色,可以做透明、白色、彩色的制品,同時,也不會影響力學性能,這個是現在高端電子場景,最常用的方案,比如,芯片的包裝、電子的傳動部件、精密的設備部件。

三、不同的電子場景,該怎么選抗靜電尼龍?

不同的電子場景,對性能的要求不一樣,所以,選的改性方案也不一樣:

1.一次性的包裝、周轉材料:比如,一次性的 IC 托盤、周轉袋,這個時候,用外涂或者小分子抗靜電劑的方案就可以了,成本低,滿足短期的需求。

2.永久使用的黑色部件:比如,電子設備的外殼、工業的周轉箱,這個時候,用導電填料的方案,永久抗靜電,成本也比較低。

3.高端的、彩色的永久部件:比如,芯片的測試夾具、電子的精密齒輪、辦公設備的傳動部件,這個時候,用永久抗靜電劑的方案,兼顧顏色、性能、永久抗靜電。

4.防爆、高靜電的場景:比如,煤礦的電子部件、易燃易爆環境的設備,這個時候,需要更高的導電性能,所以,用導電填料 + 永久抗靜電劑的復合方案,把表面電阻降到 10^6 以下,滿足防爆的需求。

四、抗靜電改性,常見的誤區有哪些?

1.只看表面電阻,不看衰減時間:很多人以為,表面電阻夠了,就可以了,但是,靜電的衰減時間,也很重要,如果衰減時間太長,靜電積累的速度,比消散的速度快,還是會有靜電的問題,所以,選型的時候,一定要看衰減時間。

2.忽略了濕度的影響:很多小分子的抗靜電劑,是靠吸水來導電的,在低濕度的環境下,抗靜電性能會失效,所以,低濕度的電子場景,一定要用永久抗靜電的方案,不要用小分子的。

3.抗靜電劑加的太多:很多人以為,抗靜電劑加的越多,性能越好,但是,加的太多,會影響尼龍的力學性能,導致強度下降,所以,要控制添加量,平衡抗靜電和力學性能。


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