导电橡胶原理及应用

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1、Page 1导电橡胶原理及应用1.何谓导电橡胶 2.导电橡胶工作机理 3.导电橡胶应用及设计图面要求 4.导电橡胶LCM设计参数及技术性能 5.导电橡胶常见组装(模组)不良 6.其他导电橡胶种类:如压敏.等向性.电磁屏蔽用.异 向性等.Page 21.何谓导电橡胶1. 导电橡胶属于复合型导电高分子材料的一种。复合型导电高分子材料是指高分子材料本身不具有导 电性，但在加工成型时通过加入导电填料，如玻璃纤维镀银、铝镀银、铜镀银、银、石墨镀镍、镍镀银 、低密度银、高密度银、纯镍、碳黑等等微细导电颗粒，均匀分布在硅橡胶中，利用分散复合、层基复 合、表面复合等方法，使制品具有导电性。其中，分散复合最为常

2、用。导电橡胶板，导电橡胶条,它既 保持住了橡胶原有水汽密封性能又具有高导电性，导电橡胶具有良好的电磁兼容屏蔽和环境密封能力。 Page 32.导电橡胶工作机理u导电橡胶的工作机理1.一般橡胶均为良好的电绝缘体。复合型导电橡胶的导电机理有两种理论，即链锁式导电通路和隧 道效应。 1).链锁式导电通路的机理认为，填料粒子必须在零点几纳米以内的距离靠近，这样就可产生压差， 使填料粒子的电子依靠链锁传递移动实现电流通过。橡胶中填料粒子的分散状态形成链锁必须有 一定的填料用量，才能出现强的导电现象，因而支配橡胶导电性的最主要因素是填料的用量，这是 最经典的一种解释。 u2).链锁式导电通路是建立在填料必

3、须形成链锁的前提下的。但是，用电子显微镜观察拉伸状态的橡 胶并不存在炭黑链锁，却仍有导电现象，这就是隧道效应。当导电颗粒间不互相接触时，颗粒间存 在聚合物隔离层，使导电颗粒中自由电子的定向运动受到阻碍。这种阻碍可视为具有一定势能的势 垒。对一种微观粒子来说，其能量小于势垒的能量时，它有被反弹的可能性，也有穿过势垒的可能 性。微观粒子穿过势垒的现象称为贯穿效应，也称为隧道效应。电子作为一种微观粒子，具有穿过 导电颗粒之间隔离层阻碍的可能性。这种可能性的大小与隔离层的厚度以及隔离层势垒的能量与电 子能量之差值有关。厚度与该差值越小，电子穿过隔离层的可能性就越大。当隔离层的厚度小到一 定值时，电子就

4、能很容易地穿过，使导电颗粒间的绝缘层变为导电层。这种由隧道效应产生的导电 层可以用一个电阻和一个电容并联来等效。即：导电性是由填料粒子的隧道决定的。同时并有试验 证明，随着填料粒子间距的增大，体积电阻亦随之升高。 此外(题外知识):还有电场放射导电机理，这是因为在研究填料填充的高分子材料的电压、电流特性 时，发现其结果不符合欧姆定律。认为之所以如此，是由于填料粒子间产生高压的电场强度而产生 电流导致电场放射。综上所述，无论从哪种导电机理来理解，都认为填料的种类和配合量是支配材 料最终所表现出的导电性的主要因素。 Page 43.导电橡胶应用及设计图面要求u3.1.应用场合：红外线测温仪 u3.

5、2.设计图面要求: u 下SAMPLE 或下订单前图面之具备条件u 1). 尺寸(长，高，宽，导电层宽度)及公差u 2). 机种(TN0. TCT . TN41 . TN1 )等u 3). PITCH(P005，P010，P018，P025)及公差u 4). 垂直角度要求(900.5，901)u 5). 边绝缘硬度(35)及公差1u 6). 颜色u 7). 垫片背胶(单面，双面) u3.4 图面判读除了上述七项外，须注意客户之特殊要求如阻抗值u压缩值，非规格之公差硬度等均需特别注意并通知生产单位。 u3.3 工程符号在判图时要多加注意.(/,) u另:设计长,宽,高,导电层宽度公差请参阅第4项

6、(下页)Page 53.导电橡胶应用及设计图面要求使用注记品名材料颜色体积阻抗 （-cm2）硬度 （JIS）比重 （25）耐温范围KE3801-MU导电材黑色2.57551.12-55+220KE961-U绝缘材灰白色610146051.22-55+250KE931-TU绝缘材乳白半透明510163051.09-55+250100A绝缘材全透明530.98-55+2201.导电橡胶夹层: 黑色为导电层,硬 度为75度; 白色为绝缘层,硬 度为65度 两侧绝缘橡胶为 乳白半透明,硬度 为30度.Page 64.导电橡胶LCM设计参数及技术性能4.1 1).一般导电条设计依玻璃长度内缩1-2m/m

7、(压缩后膨胀空间)2). 如LCD PCB 出Pin 多，延伸至长度二端时，要将导电条左右移，导电条长度要超出左右最 后一Pin.4.2 高度设计1). 高度压缩值min/max 图示： 例：PCB 与LCD 压缩后高度为5.0m/m，依上图之适当 压缩在min9%/max13%取中间值为 11% 高度设计=压缩高度*(1+压缩率 )=5mm*(1+0.11)=5.55mm 注：当导电条导电宽度(CW)大于0.8m/m,宽度大于 3.0m/m 或边绝缘硬度大于25 度以上时， 其压缩值需适度下降。Page 72). 一般压缩设计分为三类uA: 810%uB:1012%uC:1215%3).导电

8、条设计对应uA:高度（H）公差+0.15 或+0.1mmu导电宽度（CW）0.6m/m 以上u侧边绝缘材硬度30uB:高度(H)公差+0.1 或+0.1mmu-0.05 或-0uC:高度(H)公差0.1m/mu导电宽度(CW)0.4m/m 至0.6m/mu侧边绝缘材硬度30 4.3 宽度设计u1). 导电条宽度（W）公差设定0.1，（W）大于3.0 m/mu公差设定0.15m/mu2).宽度建议公式u铁框内缘-LCD 下玻璃2*0.85（高压缩）=Wu铁框内缘-LCD 下玻璃2*0.9 （低压缩）=W4.导电橡胶LCM设计参数及技术性能Page 8技术性能参数： 导电橡胶必须受一定压力才能良好

9、导电，所以，结构设计要保证导电橡胶即有合 适压力又不过压，导电橡胶板最佳高度压缩量约在5-15%，圆形成品导电橡胶条最 佳高度压缩范围在10-25%，主要技术性能见下表（内含特殊的）：4.导电橡胶LCM设计参数及技术性能Page 95.导电橡胶常见组装(模组)不良模组之不良现象u5.1 淡线（薄）：为LCD 荧幕条明暗不均u原因： u1. 导电条H 导电垂直度偏移过大u2. W 部设计时，压缩后膨胀空间不足将CW 部顶起产生压 力不平u均 u3. 导电条.LCD PCB 表面附着油膜u对策： u1. 减少导电条偏移量u2. 下降W 宽度及压缩值（增加CW 宽度）u3. 用高挥发性溶剂（去渍油，

10、医药酒精等）u5.2 断线：LCD 荧幕线条不显现u原因： u1. 导电条间距不良（断线）u2. 导电条垂直度偏移过大u3. 导电条LCD PCB 表面附着异物影响导通u对策： u1. 导通直度偏量减少，间距不良不可混入成品u2. 清除异物再用高挥发性之溶剂擦干净Page 10u5.3 荧幕变色：LCD 荧幕四周变色u原因： u1. LCM 设计之压缩值过大u2.塑胶(铁)框变形或铁框过小u3. LCD 不良（上下玻璃封胶中玻璃砂比例不足）u4. W 部设过大，压缩后膨胀造挤压u对策： u（1） 下降压缩值u（2） 更换铁框或改变铁框尺寸u（3） 如LCD 封胶比例不足造成之变色可有下列公式u

11、a. 塑胶(铁)框与LCD 接触面加凸平面使平均受压力ub. 下降导电条之硬度uc.塑胶(铁)框与LCD 之间加一片0.4m/m 厚的垫片来缓冲压力ud. W 部减少u建议公式：塑胶(铁)框内缘-LCD 下玻璃2*0.85（高压缩）=Wu铁框内缘-LCD 下玻璃2*0.9 （低压缩）=Wu5.4 导电条贴着于LCD 上下玻璃凹槽u原因：1. JL TYPE 旁原料硫化不足造成老化u测试材质劣化贴于LCD 凹槽u2. LCM 组立时，LCD 凹槽用贴着剂固定导电条u对策：1.防止制程中硫化不足之产生，当旁绝缘材料成型后硬度不可超u过下限3 度或表面有粘性时候，是硫化不足现象。u 2.禁止使用粘着

12、剂固定导电条5.导电橡胶常见组装(模组)不良Page 116.其他导电橡胶种类：u等向性导电橡胶 u 等向性导电橡胶在各个方向都具有均一的导电性，既有弹性又有适宜的电阻，不产生振荡，开关负荷小，可制成任意 形状的按键开关。目前，已用于制作电脑和电子游戏机的键盘，今后将大量用于办公自动化设备上。 u异向性导电橡胶 u异向性导电橡胶具有一定方向的导电性。它适用于液晶显示器内的高电阻连接器或印刷电路板触头的低电阻连接器。 其制造方法有2种：（1）将含有炭黑的导电橡胶薄层交替重叠，经硫化后沿垂直方向切成薄片；（2）将导电纤维或金 属线定向排列在橡胶中。 u压敏导电橡胶 u压敏导电橡胶的导电性随着压力的

13、增加电阻变小，在不受力时一般为绝缘体。它有2种类型：（1）开关型，不受压力 时为绝缘体（断路），当压力达到一定值后，电阻急剧降低至导电状态（接通）；（2）类比型，其电阻值随压力的变 化而逐渐变化。开关型压敏导电橡胶可用于制造固态开关元件及无冲击开关元件，如高速公路或道路用的车辆资讯感 测器等。 电磁屏蔽用导电橡胶 由于电子仪器、通讯器材和电脑本身会产生电磁波，同时也会受到外界电磁波的干扰，因此，要对电磁波进行屏蔽。 u众所周知，很多因素影响屏蔽体的屏蔽效果，如屏蔽体的形状、厚度、安装方法、导电性能，但主要因素为材料的导 电性。 u抗静电导电橡胶 抗静电导电橡胶的体积电阻率为104-108.cm，过去这类导电橡胶多以炭黑为导电填料，制品为黑色，且橡胶老化后 析出炭黑会污染环境。近年来，国内多采用硅系硅化物填料，可制成不同颜色的彩色抗静电导电橡胶，其体积电阻率 为105-107.cm，抗静电性能比黑色橡胶要好。