導電矽膠

導電矽膠是以矽膠為基膠，加入導電填料、交聯劑等配煉硫化而成。與一般導電矽膠相比，導電矽膠的優點是體積電阻率小，硬度低，耐高低溫(-70至200℃)、耐老化、加工製造工藝性能好，特別適合於製造導電性能好、形狀覆雜、結構細小的導電矽膠製品。具有普通矽膠的耐高低溫、耐老化、易成型加工等特性外，導電穩定性和熱穩定性良好。電阻率一般在3~10Ω·cm，相對密度1.15，硬度(邵氏A)60，拉伸強度5.7MPa，相對伸長率265%。可由甲基乙烯基矽膠(生膠)、白炭黑、導電填料、結構控製劑以及有機過氧化物等配合混煉而成。

由於導電矽膠具有體積小，接觸穩定可靠、防震性能好、調換方便等優點，用於印刷電路、無線電集成電路、顯示器等之間的連接，可以省去大量的焊接勞動，簡化了裝配，縮小體積，降低了成本，提高了可靠性。如可用於導電鍵鈕、導電矽膠輥、印刷電路和集成電路以及顯示器之間的連接。

導電矽膠的工作機理

一般矽膠均為良好的電絕緣體，覆合型導電矽膠的導電機理有兩種理論，即鏈鎖式導電通路和隧道效應。

鏈鎖式導電通路：

鏈鎖式導電通路的機理認為，填料粒子必須在零點幾納米以內的距離靠近，這樣就可產生壓差，使填料粒子的π電子依靠鏈鎖傳遞移動實現電流通過。矽膠中填料粒子的分散狀態形成鏈鎖必須有一定的填料用量，才能出現強的導電現象，因而支配矽膠導電性的最主要因素是填料的用量，這是最經典的一種解釋。

隧道效應：

鏈鎖式導電通路是建立在填料必須形成鏈鎖的前提下的。但是，用電子顯微鏡觀察拉伸狀態的矽膠並不存在炭黑鏈鎖，卻仍有導電現象，這就是隧道效應。當導電顆粒間不互相接觸時，顆粒間存在聚合物隔離層，使導電顆粒中自由電子的定向運動受到阻礙。這種阻礙可視為具有一定勢能的勢壘。對一種微觀粒子來說，其能量小於勢壘的能量時，它有被反彈的可能性，也有穿過勢壘的可能性。微觀粒子穿過勢壘的現象稱為貫穿效應， 也稱為隧道效應。

導電矽膠原料特性

矽膠是一種兼具無機和有機性質的高分子彈性材料，其分子主鏈由矽原子和氧原子交替組成(-Si-O-Si-)，側鏈是與矽原子相連接的碳氫或取代碳氫有機基團，這種基團可以是甲基、不飽和乙烯基或其它有機基團，這種低不飽和度的分子結構使矽膠具有優良的耐熱老化性和耐候老化性，耐紫外線和臭氧侵蝕。

由於矽膠分子鏈的柔韌性大，分子鏈之間的相互作用力弱，這些結構特徵使硫化膠柔軟而富有彈性，這些特性使矽膠在電氣化需要導電的產品中得到廣泛應用。目前使用的導電矽膠基本是在甲基乙烯基矽膠中添加補強劑、導電助劑(導電顆粒)、結構抑製劑、硫化劑，來滿足電性能和機械性能要求。

導電矽膠是將乙炔炭黑、碳纖維、超導電炭黑、石墨、銅粉、銀粉、鋁粉和鋅粉等導電顆粒均勻分布在矽膠中，通過壓力使導電顆粒接觸，達到良好的導電性能。在軍事和商業上都有應用。其主要作用是密封和電磁屏蔽。產品可以模壓或擠出成形，有片裝或其他的沖切形狀可供選擇。屏蔽性能高達120 dB （10 GHz）。導電矽膠具有良好的電磁密封和水汽密封能力，在一定壓力下能夠提供良好的導電性（抑製頻率達到40GHz）。

炭黑、石墨與鎳包銅粉是導電矽膠目前最理想常用的導電填充料，優秀的導電性能和電磁波屏蔽性能，在導電矽膠高溫成形時具良好的抗氧化，各種環境抗腐蝕性強（鹽霧試驗）和具有相當長的使用壽命，保證產品的合格率的為百分百。成本上比鍍銀類產品如：目前的鍍銀玻璃微珠，鍍銀鋁粉，鍍銀銅粉和純銀粉等，具有成本上的強勁優勢。不因銀價上升而導致供價不穩定。炭黑、石墨與鎳包銅粉具有供價穩定性能相當。是末來導電矽膠的主導填充粉末。且因技術比較成熟，鍍層好，能夠在各種矽膠中完美的填充使用。

導電矽膠加工方式

根據基膠品種和加工方法不同，可以製成高溫硫化導電矽膠和室溫硫化導電矽膠，以及壓敏導電矽膠、各向異性導電矽膠和低溫導電矽膠等。

近年來，電子技術和儀表工業的迅速發展，促進了導電矽膠的改進和發展，出現了許多新的工藝和品種。例如在，在硫化工藝上，出現的導電矽膠的常壓熱空氣硫化，代替了傳統的高溫硫化，在產品的性能上，出現了高抗撕導電矽膠以及在矽膠中加入某種金屬粉末，是受壓部件導通，不受壓處仍絕緣的壓導矽膠等品種。

導電矽膠基本性能

導電矽膠必須受一定的壓縮力才能良好導電，所以結構設計必須保證合適的壓力又不過壓。板材最佳高度壓縮量在7～15%；實心圓形、D形最佳高度壓縮量在12～30%；管狀、P形最佳高度壓縮量在20～60% 。對於導電矽膠而言，最主要的性能，包括以下幾點：

1.體積電阻率：衡量導電矽膠的導電性能，做為導體，導電矽膠的體積電阻率需要小於10^5Ω•cm，體積電阻率越小，導電性能越好。

2.力學性能：導電矽膠的力學性能，主要包括拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度、邵氏硬度以及壓縮永久變形。

3.耐老化性能：耐老化性能是導電矽膠非常重要的性能，直接關系到產品的穩定性及使用壽命。

4.屏蔽效能(dB)：屏蔽效能是電磁屏蔽材料非常重要的指標，與導電性相關，導電性越強，屏蔽效能越高。一般而言，導電矽膠的屏蔽效能均大於60dB。

導電矽膠與抗靜電矽膠區別

電阻在10的6次方到10的12次方之間稱之為防靜電(也稱抗靜電)，電阻在10的12次方以上稱之為絕緣，目前市面上的矽膠製品一般是絕緣的。

1.抗靜電矽膠製品表面電阻值達到10的5-12次方之間是抗靜電級。 10的9次方以內，10的6-8次方之間是永久的但是原料性能會變差，超過10的9次方是短暫的抗靜電。用抗靜電矽膠製成的矽膠製品表面電阻值為10的6次方-10的9次方Ω。

2.導電矽膠製品表面電阻值達到10的5次方以下就是導電級。體積電阻率一般在3～10Ω·cm，相對密度1.15，硬度(邵氏A)60，拉伸強度5.7MPa，相對伸長率265%。當體積電阻低於10歐姆厘米以下時，導電矽膠即具有電磁屏蔽功能。

導電矽膠型態分類

導電矽膠產品有模壓和擠出兩種型材。模壓型導電矽膠可製成各種厚度的板材、模製品、條狀產品和模切的平面襯墊。擠出型導電矽膠可製成各種常規橫截面的、連續的襯墊，矩形、形、D形、U形、P形、和各種薄壁結構，還可根據用戶要求定製各種橫截面。

導電矽膠製作工藝

導電矽膠它與普通的矽膠按鍵、矽膠製品在生產工藝上面其實大抵相同，都是需要備料、成型、印刷、噴塗、拆邊等工藝，而且操作方法，工藝技藝上面也是與矽膠按鍵製品萬全相同的，只是導電矽膠多了一道工序，就是加入導電材質，而且這些導電材質在成型或者拆邊的時候可能會出現些許狀況，因為導電矽膠的在製作工序上面還是比普通矽膠製品製作要繁雜些的。

導電矽膠市場應用

當導電矽膠體積電阻低於10歐姆厘米以下時，導電矽膠即具有電磁屏蔽功能。即是體積電阻在10歐姆厘米以下，主要用於電磁屏蔽場合，也用於機箱、機櫃、方艙、輸變電工程等電子和微波波導系統，連接器襯墊等。由於導電矽膠具有體積小，接觸穩定可靠、防震性能好、調換方便等優點，用於印刷電路、無線電集成電路、顯示器等之間的連接，可以省去大量的焊接勞動，簡化了裝配，縮小體積，降低了成本，提高了可靠性。如可用於導電鍵鈕、導電矽膠輥、印刷電路和集成電路以及顯示器之間的連接。

導電矽膠未來發展

新開發的導電矽膠技術，勢必會給未來的市場發展格局帶來深遠的影響。從全球的導電矽膠市場來看，未來其發展趨勢主要有以下幾個方面：

(1)提高導電性，同時降低填料填充量；

(2)在提高導電性的前提下，維持和改善導電矽膠的成型加工性能、力學性能及其它性能；

(3)開發導電材料新品種，拓寬應用領域。

技術上來講高分子材料代替金屬材料是今後材料學科領域的發展趨勢。由此帶來導電性聚合物即導電矽膠的市場需求日益增長，其應用領域逐步擴大，這就必然對導電性聚合物提出更高的要求。