高耐热导电性改性聚苯醚复合物制造技术

一种高耐热的导电性改性聚苯醚复合物，按质量份数计，主要包含下述物质：45~80份改性聚苯醚，20~50份加固材料，2~5份添加剂；本发明专利技术的复合物，是一种机械强度刚性、表面电阻、耐热性尤为突出，并在注塑产品尺寸和弯曲以及反复再利用后，产品尺寸及弯曲稳定性极高的工程塑料复合材料，本发明专利技术通过分别或复合使用多种加固材料和添加剂，在无需改造原有模具的情况下也可直接投入使用，并通过使用更少的碳纳米物质，提供一个要比原有导电性碳纤维或导电性碳黑的价值更高的碳纳米物质的实用性使用方法，并提供了一种不仅限用于芯片托盘，还可广泛适用于其它需要导电及高耐热领域的既经济又实用的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改性聚苯醚复合物，具体涉及一种高耐热的导电性改性聚苯醚复合物。
技术介绍
半导体芯片托盘用材料主要在聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)等高分子树脂上给予导电性制作而成。高分子树脂的电气绝缘性能极为突出，具有极高的电气绝缘电阻，因此会引发静电，导致IC芯片的电路短路及错误运行、存储器损坏等多种破坏，进而降低半导体的制造工序收益率。为消除静电的破坏 ，需要一种能对发生的摩擦静电进行及时放电处理的导电性元件材料，导电度要求以表面电阻值为准，防静电材料为E9 Ellohm/sq、静电放电材料为ErE8ohm/sq、电磁干扰屏蔽材料为El E3ohm/Sq。此外，作为绝缘体的普通塑料需要E13ohm/sq以上的表面电阻值，而金属则需要E-l E_5ohm/sq的表面电阻值。高分子产品给予导电性的方法有:给高分子产品浸涂液状导电性物质；利用离子束或等离子对高分子产品进行表面处理，以起到静电放电(ESD)的作用。上述表面处理技术可从根源上屏蔽在高分子树脂上用导电性物质上会经常发生的粉尘。但产品的耐热温度、收缩率、弯曲及尺寸的稳定性远不如高分子树脂材料。因此，无法用于当前的半导体芯片托盘注塑成型用模具上，需要重新制作产品，进而导致费用增加。最具代表性的复合物用导电性物质有金属类针状晶须、固有静电分散高分子、导电性碳黑、导电性碳纤维、碳纳米物质。在复合物用导电性物质中，金属类针状晶须呈白色或蓝白色，为高比重粉末，高长宽比，具有提高机械物性及导电度的优点。但与添加量相比，价格竞争力低，且该物质的高比重会导致产品重量增加。固有静电分散高分子本身就属于具有E7 Ellohm/sq电气特性的高分子物质,但在使用时，会降低产品的耐热度，且仅适用于防静电产品。导电性碳黑呈统一的黑色，价格竞争力高，但在使用时，会导致粉尘发生，加热和冷却时导致尺寸变化等问题。导电性碳纤维与导电性碳黑相比，粉尘发生率较低，且具有突出的尺寸稳定性。但没有统一的外观颜色，故需要添加追加性的颜料，且碳化聚丙烯腈纤维(PAN)的制造单价高，进而降低价格竞争力。即便如此，由于在半导体生产工序中使用的芯片托盘特性，仍需要大量使用粉尘少的碳纤维，且在整个世界上已达到供不应求的状态。日本NEC公司的饭岛博士于1991年在利用高分辨率透视电子显微镜搜集两个碳电极间的电弧引发副产炭黑的过程中，首次发现了多壁形态的碳纳米物质。碳纳米物质根据其末端的形态，分为管状和纤维状，末端开放的形态称为碳纳米管，而末端堵塞的形态则称为碳纳米纤维。碳纳米物质的石墨结构呈直径为f IOOnm的气缸形态，它的力学坚固性和化学稳定性极为突出，根据碳的排序,分为“之”字型和扶手椅型。“之”字型碳纳米物质大致具有半导体特性，而扶手椅型碳纳米物质则具有金属等电气导体特性，但在实际上，蜂窝状的六角形沿着管轴呈螺旋形手征性结构较为多见。根据形态，碳纳米物质的特性分为半导体和导体，具有直径小，长度和纵横比大的优点。碳纳米管根据形态，分为单壁碳纳米管(SWNT)、多壁碳纳米管(MWNT)、碳纳米管绳，并根据其直径、长度、手征性结构，具有不同的物理性质。在导电度方面，由于碳纳米管的长宽比(纵横比)较大，当在复合体内呈均衡的三维分散状时，会通过管体形成导电轨道，故以少量的碳纳米管，也能发生导电度急剧增加的逾渗阈值。此时，管体间的接触距离在5nm以内也能形成电子跃迁，并具备导电性质。根据至今为止对碳纳米管复合体的导电度进行多方面研究的结果显示，通常MWNT在f 2wt%含量，而SWNT则在0.05、.lwt%的含量中，发生导电逾渗现象。中国南开大学的陈教授等人经研究发现，可利用0.062wt%的SWNT制造发生导电逾渗的SWNT/环氧树脂复合物。单壁碳纳米管要比相同长度及厚度的钢铁坚固1(Γ100倍，并具有极强的抗物理冲击的优点。然而与多壁碳纳米管相比，制造费用要高出1000倍左右，并因其纯度只有70%以下，在使用前必须进行精确提炼。因此，在制造SWNT复合体时，SffNT的使用量仅为MWNT的1/20左右，但由于两者之间的制造单价差距过于悬殊，因此以目前的技术进行批量生产时，SffNT复合体的实际产品单价估计要高于MWNT50倍以上。在复合体的制造上，分子基内的碳纳米物质分散技术尤为重要。目前，分散碳纳米物质的方法有，超声波处理法、球磨研磨分散法、高切应力分散法。此外，还有利用溶剂和分散剂的分散法和利用强酸的表面功能化法，有时也会同时混用上述方法。目前已有如下专利公示:申请号为2007100672032的专利技术专利:一种碳纳米管/聚丙烯复合材料的制备方法；申请号为2005800151250的专利技术专利:基于碳纳米管和聚合物基质的复合材料以及获得该材料的方法；申请号为2005100245226的专利技术专利:聚乙烯基碳纳米管抗静电复合材料母料及基于母料的抗静电复合材料；在申请号为2009102099913的专利技术专利:碳纳米管尼龙66复合材料做汽车油箱专用塑料方法中，采用了就地聚合法。通过化学处理的表面功能化法是直接通过共价结合，给碳纳米物质表面供应功能基的方法，该方法是通过变换石墨结构固有的极性，减弱碳纳米物质间的范德华力，以形成有效的分散。然而，这种方法会导致碳纳米物质的表面缺陷，进而降低电气特性，因此不适用于要求高导电性能的应用领域。此外，还有在不导致碳纳米管表面缺陷的情况下，利用高分子包裹表面的方法，但由于高分子要求极高的张力结构，因此其适用范围极为有限。随着最近IT产品价格不断下降的趋势，为了节省成本，对使用过的半导体芯片托盘，在经过洗涤工序后反复使用。据此，过去注重芯片托盘的轻便化，最大限度地以轻便为目的进行设计和制造，并在使用后直接废弃。然而，最近更注重反复使用后仍能维持尺寸稳定性，且热变形现象少的材质。此外，随着IT产品的多样化发展，装载于芯片托盘上的半导体种类也逐渐变得多样化，而诸多客户公司的需求也在趋向于集成带烘烤产品。在以芯片托盘的长度方向为准时，用集成带的垂直方向数据和水平方向数据之和表示，例如:垂直方向2个集成带，水平方向I个集成带表示为2+1集成带；垂直方向3个集成带，水平方向I个集成带表示为3+1集成带；垂直方向3个集成带,水平方向无集成带表示为3+0集成带。集成带材质采用聚丙烯(PP)和尼龙搭扣(维可牢尼龙搭扣)。在耐热度方面，维可牢(Velcro)材质较为优越，但从价格方面考虑，多采用PP材质。根据集成带烘烤方式及数量，即便是在相同的温度和时间条件下，对耐热性能的要求也要高于常规产品。根据半导体烘烤的温度及集成方式，所使用的树脂如下表。此外，根据集成带时间和反复次数，所使用的高分子树脂也可进行详细的重新分类。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚苯醚复合物，其特征在于，按质量份数计，主要包含下述物质：改性聚苯醚??45~80加固材料????20~50添加剂??????2~5所述的改性聚苯醚埃左氏冲击强度为8.0kgf·cm/cm、热变形温度达165℃以上；所述的加固材料为二氧化硅、氧化镁、氧化锌、碳化硅、滑石、碳酸钙、高岭土、玻璃纤维和碳纤维中的一种或两种以上的混合物；所述的添加剂为碳纳米物质和一次抗氧化剂、二次抗氧化剂、热稳定剂、分散剂、离型剂、成核剂中的一种或两种以上的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚苯醚复合物，其特征在于，按质量份数计，主要包含下述物质: 改性聚苯醚45 80 加固材料 2(Γ50 添加剂 2 5 所述的改性聚苯醚埃左氏冲击强度为8.0kgf.cm/cm、热变形温度达165°C以上； 所述的加固材料为二氧化硅、氧化镁、氧化锌、碳化硅、滑石、碳酸钙、高岭土、玻璃纤维和碳纤维中的一种或两种以上的混合物； 所述的添加剂为碳纳米物质和一次抗氧化剂、二次抗氧化剂、热稳定剂、分散剂、离型剂、成核剂中的一种或两种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于:所述的加固材料为滑石，或滑石和针状加固材料的混合物，所述的滑石平均粒子大小为3 12 μ m，在复合物中的含量为l(T30wt%，所述的针状加固材料纵横比为80以上。3.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于:所述的玻璃纤维直径为20μ m以下、长度为6.0mm以下、纵横比为30 400，在复合物中的含量为10 30被％。4.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于:所述的碳纤维平均直径为IOym以下、长度为IOmm以下，在复合物中的含量为5wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜道均，
申请(专利权)人：科思泰半导体配件苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：