虽然在聚酰胺等塑料上很容易实现高粘接强度,但在其他塑料上绝非如此容易。在我们最难加工材料系列的第二部分中,我们将聚焦LCP,探讨可通过哪些产品与工艺获得持久、可靠的粘接效果。
LCP是一系列具有优异机械性能的高性能塑料。它还具有固有的阻燃性,在高达300°C及以上的温度下仍能保持尺寸稳定性。它们还具有极佳的流动性,能够以最小的翘曲填充具有长、窄、复杂流道的注塑模具。这就是为什么它们非常适合用于微电子所需的精细模具组件。
LCP作为缩写并不像PC代表聚碳酸酯那样表示任何特定的化学成分。相反,它代表"液晶聚合物"。这些是具有液晶特性的聚合物。材料的某些区域以晶体结构的形式存在,周围被无定形区域包围。
通过改变晶体相和无定形相的比例以及交联程度,液晶聚合物的机械性能可以在相对较宽的范围内进行调节。此外,这些晶体结构的形状也会影响材料的性能。因此LCP有不同的形式。同一种粘合剂在不同等级的LCP上(如E130i、E463i或E525T,或VL96AC)所达到的粘接水平可能存在显著差异。
话虽如此,LCP是一种难以粘接的材料。这是由于其化学和物理结构使这类材料对环境和温度影响非常稳定。然而,通过玻璃纤维或矿物纤维的高填充度实现的低热膨胀系数(CTE约为12 ppm/K),在许多情况下会导致接合连接内产生机械应力。
使用扫描电子显微镜(背散射电子检测器图像)记录的LCP E130i表面:未预处理(左),低压等离子体处理后(中),以及常压等离子体处理后(右)。
正如表1中初始压缩剪切强度数据所示,LCP的初始粘接力很低。这在高温和高湿度的气候储存后尤其如此。同一图表也显示,通过等离子体预处理可以显著改善粘接力。结果表明,LCP毕竟是容易粘接的。
这种改善的粘接力是通过等离子体预处理实现的,等离子体预处理破坏LCP表面并更强烈地暴露玻璃纤维,如这些扫描电子显微镜(SEM)显微照片所示。然而,过度预处理可能导致更差的粘接力,因为玻璃纤维不再充分嵌入LCP基体中。一般来说,低压等离子体是LCP预处理的首选方法,使用的气体(空气、氧气或氮气)不起决定性作用。
在过去几年中,DELO开发了一系列在LCP上表现最佳的胶粘剂。由于其中大多数是为消费电子产品设计的,它们不仅表现出良好的粘接力,而且在光固化中具有高强度,具有很好的抗跌落和抗湿性,并且适合在80°C 60°C的低温下固化。除此之外,还有用于芯片贴装应用的产品,具有良好的回流稳定性。
表1:基于表面预处理的压缩剪切强度
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