如何可靠地粘合LCP

如何可靠地粘合LCP

在某些塑料(例如聚酰胺)上,可以轻而易举进行高强度粘接。然而并非所有的塑料都如此容易处理。在“难以粘合的材料”系列的第二部分,我们将以LCP作为例子,展示可以持续且可靠地粘合的产品与工艺。

LCP是一类高性能的、机械属性极佳的塑料。具有防火属性。在温度达到甚至超过 300 °C 时,仍然可以保持外形稳定。它们还具有极好的流动性,使它们能够填充具有长而窄的复杂流动路径的注塑模具,并且翘曲最小。因此LCP适合用于生产微电子器件所需要的细丝结构的模塑组件。


什么样的塑料被称作 LCP

LCP这一缩写并不像PC(PC表示聚碳酸酯),它不指代任何特定的化学成分,与此相反,它表示“液态晶体聚合物”。它们是具有液态晶体特性的聚合物。材料上的某些部位展现为被无固定形状区域环绕的晶体结构。

液态晶体聚合物的机械特性可以在相对较大的范围内进行调整,例如,改变结晶相与非晶相的比例,以及相互连结的程度。此外,这些结晶相的结构形状影响着材料的特性。因此,LCP以各种不同的形象出现。结果就是,同一种粘合剂在不同级别的LCP(例如 E130i, E463i, 或 E525T)上,体现出的粘附程度会有很大区别。


就如上述,LCP是一种难以粘合的材料。原因之一是它的化学结构,二是表面上形成的“注模表皮”。粘合时遇到的另一挑战是:为了达到较低的热膨胀系数(CTE约为12 ppm/K),LCP通常会填充大约30%的矿物填料或玻璃纤维。由于另一个粘接元件通常具有更高的热膨胀系数,粘合剂必须平衡附加的应力。

采用低压等离子处理作为一种神奇的调用

采用和不采用预处理,在温度 85 °C 、相对湿度 85 % 的条件下储存一周后,,多种不同的双固化粘合剂在 Vectra E130i LCP 上显示的压缩剪切强度对比

按照图表中显示的初始压缩剪切强度,在LCP上的初始附着力比较低,尤其是在经过高温高湿的环境储存后更是如此。同一张图表还显示,经等离子预处理后可以显著地提升粘合性能。因此,LCP终究还是易粘合的。

即便是在老化实验中,这一数值仍然保持很高的水平。等离子体预处理改善了粘合性能。经过电子显微镜(SEM)扫描显示,这一工艺旨在破坏LCP的表面,进一步曝露玻璃纤维。但是,过度的预处理则会导致粘合性能下降,因为在这种情况下,玻璃纤维无法再充分嵌入LCP基质内。通常来说,低压等离子处理适用于LCP预处理,而使用的气体(空气、氧气或是氮气)并无太大讲究。

不经过预处理、经过低压等离子体处理、经过大气压力等离子体处理的SEM电镜图

DELO 出品,适合LCP的粘合剂

近几年里, DELO 研发出一系列在LCP上展现出优异性能的粘合剂。这些产品中的大多数应用于消费电子产品,不仅具有良好的粘附力,而且具有较高的光固化强度、非常好的跌落性能与防潮性能,同时适合在 80 °C 的条件下低温固化。除此之外,还有用于芯片贴装的粘合剂,它们具有良好的回流稳定性。

这里选出了 DELO 产品系列的一部分: