1、引言:
a.许多重要技术,包括胶黏剂、印刷和油漆,需要聚合物有很良好的粘接性能。为获得满意的粘接性能,通常需要选择一种聚合物预处理方法。对于极性聚合物如尼龙66和热固性环氧化物,预处理可能不必要,如果表面被污染,用物理方法如溶剂脱脂、砂粒冲洗除去污染物就可以了,另一方面,如果聚合物缺少合适的官能团,表面化学改性是必要的,不具有活性官能团的聚合物包括低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE和聚丙烯PP,可用多种方法引入新基团,这些方法包括低压等离子体、电晕、火焰、蚀刻和活性气体;
b.从20世纪50年代早期,火焰处理就已用于增强聚合物的粘接性能,最早应用之一是增强低密度聚乙烯的印刷粘接性能,从那时开始,火焰处理已用于多种聚合物的各种应用领域,火焰处理对于处理大面积聚合物比其他主要方法(如电晕处理)具有许多优势,包括不需背面处理、不产生针孔、没有臭氧产物及较好的抗老化性能;
2、燃烧过程:火焰处理涉及空气和天然气或特殊烷烃(如丙烷)的燃烧,烃类物质与空气很好的混合,然后进行反应。完全燃烧时空气与烃的比率是众所周知的化学计量比率;
3、各种特性研究:
a.Ayres和Shofner考察了大多数关键变量,即气体特性、空气与气体比率、接触时间效果及聚合物离火焰的距离,但没有阐述采用的聚烯烃特性;
b.Briggs等人利用X射线光电光谱XPS技术研究LDPE的火焰处理,发现表面引入了高含量的氧气和有意义的氮气;
c.Garbassi等人发现聚丙烯的火焰处理使与聚氨酯和丙烯酸涂料粘接时强度大大提高,Cls光谱曲线拟合显示羟基和羰基形成主要基团,经过重复火焰处理也发现一些羧基基团; 全文 »
1、前言:
a.背景:最近几年随着高新技术和消费应用的需要,有机合成高分子的使用明显增加,由于其理想的物理化学特性(强度质量比高抗腐蚀等)和相对较低的成本,聚合物已经能够取代越来越多的金属等传统工程材料,但由于聚合物和其他固体工程材料本质的差异,产生了重要的技术挑战,必须在制造过程中解决。近年来发现了许多聚合物表面改性以提高其粘接性、浸润性、可印刷性、染色性和其他重要的技术性能的方法(机械处理、化学浸润处理、火焰处理、光子和离子束及其他离子辐射、电晕放电和辉光放电等离子体等)。本文中的“粘接力”(adhesion)的概念可以简单定义为材料粘接系统被分离时所产生的机械阻力。“界面”(interphase)的概念可以粗略地定义为存在于接触的两固体间的这样一个区域,其结构和性能与接触的两相截然不同;
b.低压等离子体方法:宇宙中大多数物质都是以等离子体状态存在,等离子体可以简单地认为是部分或全部离子化的气体,这些带电粒子共同相互作用,自然界及人造的各种等离子体,可以根据其在带电粒子的密度n随电子温度Te(或动能u)变化图中的位置分类,这两个参数在很大的数量级范围内变化。要获得高质量、重复性好的等离子体,需要小心控制许多参数,现代等离子体的操作需要选择和控制的最主要参数有:
■反应气体及其混合气体的性质;
■气体压力和流速;
■放电能量密度;
■表面温度和工件的电子能量;
■能量产生器的激发频率,一般在获得系统时已经确定;
2、等离子体与聚合物表面的反应:
a.等离子体处理的物理化学效应:低压辉光放电等离子体处理材料的方式分为三种:等离子体蚀刻(通过形成挥发性的生成物将加工件的表面物干燥除去)、表面改性(明显改变材料的粘接等比表面特性,不除去或少量除去或增加表面材料)、薄膜沉积(一种或多种挥发性的母体化合物通过等离子体化学反应形成固体产物,如生成所谓的等离子体聚合物)。其中前两种不产生薄膜沉积,等离子体产生的高能粒子和光子与聚合物表面强烈相互作用,通常为自由基化学反应,大致可以产生四种主要的作用: 全文 »
1、简介:电子产品生产和废弃物的处置在影响着地球上大气-陆地-海洋系统的平衡,尽管微电子提高了地球上人类的生活质量,但其对环境的影响严重威胁着地球上生命的质量和生存。在20世纪,主要的污染源来自于汽车工业、钢铁工业以及煤炭发电等,从燃气机发出的污染使环境一度恶化,现在,电子产品使污染更加加剧,以上这些的累积效果是的生存环境非常危急,如果再进一步发展的话,洁净的水和空气将不复存在;
2、电子产品对环境的影响:电子产品从设计、生产、使用到废弃整个周期中包含了六个方面,分别是:电子、机械和化学设计;原材料、集成电路IC和钝化成分的生产、有机电路板的制作,其中包含了一系列的化学反应;用一系列有害物质对元器件进行封装;最终产品送到使用者手中;电子产品的使用和消耗;废弃和回收。
a.环保方面需要主要考虑的问题:全球变暖;自然资源耗尽;臭氧洞、酸雨和污染;热带雨林的减少和沙漠化面积的上升;有害工业垃圾的转移;
b.能源问题:一般有两种方法可以控制能源的消耗,一方面是使用者可以选择更好的能量产生方法或更好的燃烧质量,另一方面在设计系统时,使系统以更有效的形式消耗能源,从而降低能量的消耗;
c.化学问题:
■产品中的危险成分(铅Pb、镉Cd、卤化物); 全文 »
1、引言:两种材料通过作为膜的第三种材料(一种胶黏剂)连接起来产生的粘接不是这里要讨论的问题,本章重点研究关于两种材料或界面之间由于原子或者分子之间相互作用引起的基础粘接,这些作用力基本上取决于两个表面(特别是固体)以及周围空气或者液体的化学和物理性质。许多理论可以真实描述“表面”作用力和粘接的本质,理论的发展是为了解释理想(例如光滑)物理表面之间的相互作用,而不是严格(例如定量地)应用在普通表面上,本章的主题不是回顾理论的进展,而是着重介绍原子显微镜方法最近在粘接测定中的应用;
2、AFM方法论:原子显微镜(AFM)是扫描隧道显微镜的延伸,主要目的是提供高分辨率(理想状态下)的形态分析,适用于导电和非导电表面。
a.AFM成像的基本原理很简单:样品放置在压电定位器之上,与灵敏悬臂弹簧相连的尖端之下,表面的波动导致光控弹簧的偏移,获得的图像与尖端和样品之间的压力(作用力或施加力引起)密切相关,也就是说光学成像条件不可避免地与样品相关,这就是探针显微镜方法定量分析尖端与样品之间作用力的基本原理,因而在界面力和粘接测定中得到了应用;
b.弹簧常数偏移的常规(z轴)校正:典型的AFM悬臂用虎克(Hooke)定律处理AFM成像或者作用力研究中遇到的典型偏移,后者的主要目标是定量测定作用力,需要采用常规的校正方法;
c.压力扫描仪的校正:定量计算表面和粘接作用力也需要对Z轴压力扫描仪的运动进行校正,已经使用的方法之一是采用已知特征的样品进行校正扫描,但是样品更适合平面内而不是平面外的运动;
d.负载作用力:另外一个采用AFM技术的有利条件是分离前的负载作用力在测定数据时非常容易得到和改变,负载作用力可以用末端-样品接触后的Z轴扫描仪的扫面距离与弹簧常数简单相乘得到,为了改变负载作用力,可以简单的调整扫描开始的位置和扫描距离,另外通过比较稳定增加负载和降低负载对粘接的影响,可以用来研究粘接滞后现象;
e.胶体探针的相互作用:通常采用光学显微镜的微观操作技术把胶体探针连接在AFM的悬臂末端,胶体是由化学惰性的热固性树脂或环氧树脂,或者由大小适当和材料特殊( 蚀刻钨是理想的)的纤维粘接而成;
f.摩擦力:横向作用力显微镜方法(LFM)的出现提高了定量检测末端或者胶体与样品之间剪切或者摩擦力的可能性; 全文 »
1、引言:分子力学研究一个或多个分子的非键合原子的相互作用,它能够决定某种结构的空间构型或邻近分子导致的构型转变,概括地说,分子力学是分子结构、相互作用及其变化的模型,以及根据物理和物理化学第一定律从分子水平得出的宏观和微观性能,通俗地讲,它是一种在含义上得到延伸的计算技术,但也远不止这些,分子力学是利用分子、原子第一定律解释物理现象的先进技术。在广义的粘接领域,已经进行了许多不同的前沿课后题的研究,内容如下:
■普通颗粒与普通表面或普通颗粒与普通颗粒的粘接研究;
■分子水平定义的聚合物与分子水平定义的表面之间的粘接研究;
■动力学研究,微分和竞争吸附,即在溶剂存在下,分子定义的低聚物和表面的粘接;
2、分子学中使用的运算法则:分子力学的体系和模型多种多样,既可以是键长和键角的同时变化以及键的旋转,也可以假定共价结合的原子在推算过程中没有调整和变化,键长和键角固定在某特殊值,不能说某种体系一定比另一种体系好,因为在解决特定问题时,可能某种体系更加适用,应该根据研究的具体问题加以选择。前者是自由力场方法的代表,容易理解,后者是限制力场方法的代表,计算更加快捷,对于聚合物之类的大分子特别适用;
3、普通的颗粒-表面和颗粒-颗粒模型:颗粒粘接的激励和粘接应力导致的变形,进行了很长的试验和理论研究,大部分研究方法采用的是热力学原理[如Johnson-Kendall-Roberts(JKR)模型],而不是分子观点。第一次采用分子观点处理这种问题的是Derjaguin等人提出的Derjaguin-Muller-Toporov(DMT)新粘接模型,不久又提出了Muller-Yushchenko-Derjaguin(MYD) 全文 »
1、引言:粘接的可逆功是两个物体产生界面时单位面积自由能的变化,功与两类材料界面起作用的分子间作用力有关,例如胶黏剂和被粘物体。界面上分子间吸引是由独立的色散力、极性作用、氢键、路易斯酸碱和金属键等现象产生。本章主要讨论吸收与粘接中的酸碱作用,重点是聚合物,特别是涂料、包装盒电子等领域采用的完全不同的聚合物体系;
2、酸碱相互作用的范围、特征和评价:与London色散相互作用类似,包括氢键在内的酸碱相互作用具有特殊性和局限性,只有当碱(电子给体或质子受体)和酸(电子受体和质子给体)接近时才会发生
a.软硬酸碱:Pearson依据亲核取代反应的平衡常数提出了酸度和碱度的定量值。并将酸碱区分为硬酸、软酸和硬碱、软碱;
b.Drago的E和C常数:E和C分别表示酸和碱的静电(E)和共价键(C)的感应系数;
c.Gutmann授受体数目:Gutmann方法的优点在于同时提供了两性物质的酸碱参数,而不同于Drago分类为E和C的方法;
d.Bogler的ΔA和ΔB相互作用参数:对于有机-无机材料的相互作用,例如聚合物-金属氧化物,Bogler和Michaels提出Bronsted酸碱化学模型解释相互作用的强度;
3、酸碱作用理论在粘接方面的应用:
a.粘接热力学功:粘接的热力学功W定义为分离紧密结合的表面(开始为两个)产生两个新的表面的过程中单位面积自由能的变化,假设没有化学吸收作用和扩散作用,W是各种分子间作用力的总和并可能与表面自由能有关(Dupre方程); 全文 »
1、简介:本章介绍Hitachi公司为了使用无铅焊料而研究开发的几种新型衬底贴装薄膜。对于光电、光纤器件和封装,常常使用无铅焊料(如铟、Sn-In等)作为连接材料,这主要是因为这些连接材料的延展性比较好的原因,对于光电器件的封装来说,熔融或高温回流是与它本身不兼容的,所以非常需要非熔融键合技术;
2、无公害衬底贴装薄膜:银胶作为衬底材料已经被广泛使用了40年了,由于使用了无铅焊料,在高温回流中封装会出现裂缝和分层等现象,通过环氧铸模化合物的配方变化,减少了湿度吸附的数量,从而有效控制了这种“爆米花”现象,然而仍需大力发展适用于无铅焊接的衬底贴装薄膜材料;
a.铅模PQFP封装中使用的充银薄膜DF-335-7:铅模PQFP封装的衬底贴装材料一般包含聚酰亚胺树脂、热定型黏附树脂和银填料,这些材料应该成本低,湿度吸附少,剥离强度高。DF-335-7的构成情况如下:调整了的聚酰亚胺基树脂具有防水结构,含量适中的热定型树脂,40%质量的银填料;
b.BT衬底PBGA封装和芯片尺寸封装CSP使用的绝缘膜DF-400:对于在BT衬底上的PBGA封装和CSP封装中的衬底贴装材料的要求,要高于在框架形式的PQFP封装中的要求,因此除了要求湿度吸附小、剥离强度高之外,还要求低应力(可以减小芯片和衬底的翘曲)以及低的玻璃体相变温度Tg(可以降低芯片贴装温度)等; 全文 »
1、引言:
a.粘接的主要应用时胶黏剂,粘接正在取代或者至少部分取代更为经典的机械连接方法,然而粘接件不是胶黏剂的惟一应用,凡是与固体相互接触的地方,都与粘接的应用有关,多组分材料的最后使用性能很大程度上取决于固体之间界面的特性,因而实际应用需要更多的粘接方面的知识;
b.如果从分子、微观和宏观不同的观点讨论,或者讨论界面形成或者粘接系统的破坏时,“粘接”这个术语涉及完全不同的概念,既可以表示界面键的形成,也可以表示机械负载时的破坏装配体系,事实上研究粘接机理的主要难点之一在于它涵盖了聚合物科学、表面和界面物理化学、材料科学、机械和微机械破坏和流变学等学科领域,专家对观察到的同一现象进行研究,采用不同的概念和途径处理的方法有很大的差异,提出了很多粘接理论,有的互相补充,有的互相矛盾;
2、粘接机理:
a.机械互锁理论:由McBain和Hopkins于1925年提出,他们认为进入固体表面孔穴的机械锁栓是决定粘接强度的主要因素;此理论最大的不足之处是有研发认为,粘接强度的提高不是机械栓的作用,而是由于表面粗糙,断裂时裂缝周围和材料本体消耗的黏弹性或者塑性能量增加所致;
b.电子理论:又称为双电层理论、静电理论、平行板电容器理论,最早由Deryaguin及其同事们于1948年提出的,他们认为具有不同电子层结构的基体和胶黏剂会发生电子转移以维持Fermi平衡,界面形成双电层,粘接强度主要是静电引力的贡献; 全文 »
1、简介:
a.本章将讨论在塑料方形扁平封装PQFP、塑料球阵列PBGA、模阵列PBGA(MAP-PBGA)封装中使用不含卤素阻燃铸模化合物的情况;
b.为了得到不含卤素的铸模化合物,主要是在不使用常规的阻燃剂,如溴化环氧和氧化锑的情况下,仍要能维持燃阻,可以通过以下方法达到:在常规树脂中加入新型阻燃剂、混合一种具有高填充量的化合物以得到高的燃阻、改变树脂的结构使之不可燃或综合这三种方式;
c.铸模化合物的蒸汽压力对于封装裂缝、分层和封装爆开等都有着很重要的影响,这主要是因为:在封装内的热膨胀失配是温度的函数、铸模化合物吸收湿气产生的蒸汽压也是与温度相关的;
2、适于塑料方形扁平封装PQFP的无公害铸模化合物:
a.阻燃系统—添加型阻燃剂:(磷组-无机、金属氢氧化物组-铝或镁、金属化合物组-钼和硼);作用机制分别是氧陷阱、水放电、烧焦层等; 全文 »
《粘接表面处理技术(胶黏剂译丛)》简介:
书名:胶黏剂译丛–粘接表面处理技术
出版社:化学工业出版社
ISBN:ISBN 7-5025-4833-5
作者:[美]K.L密特[法]A.皮兹
本书共分十二章,分别由国际知名专家所著。全书以粘接机理为基础,系统地论述了促进材料粘接的各种表面处理方法,包括等离子处理方法、火焰处理方法、电晕处理方法、激光处理方法、接枝改性方法、微生物处理方法等。本书引用了大量的参考文献并附有详细的图解说明。 本书理论与实际紧密结合,技术内容新颖,对从事粘接或对粘接技术感兴趣的技术人员具有较强的参考价值。
《粘接表面处理技术(胶黏剂译丛)》目录:
第一章 粘接理论和机理
第一节 引言
第二节 粘接机理
第三节 结论
参考文献
第二章 利用酸碱作用原理提高粘接强度 全文 »
《【扒一扒】日本高纯球形硅微粉材料生产商》: 作为一种无机非金属矿物功能性粉体材料,硅微粉广泛应用于电子材料、电工绝缘材料、胶黏剂、特种陶瓷、精密铸造、油漆涂料、油墨、硅橡胶等领域。 目前,世界上只有中国、日本、韩国、美国等少数国家具备硅微粉生产能力... 全文 ?