在导电粒子方面,异方导电特性主要取决于导电粒子的充填率。虽然异方性导电胶其导电率会随着导电粒子充填率的增加而提高,但同时也会提升导电粒子互相接触造成短路的机率。
另外,导电粒子的粒径分布和分布均匀性亦会对异方导电特性有所影响。通常,导电粒子必须具有良好的粒径均一性和真圆度,以确保电极与导电粒子间的接触面积一致,维持相同的导通电阻,并同时避免部分电极未接触到导电粒子,导致开路的情形发生。常见的粒径范围在3~5μm之间,太大的导电粒子会降低每个电极接触的粒子数,同时也容易造成相邻电极导电粒子接触而短路的情形;太小的导电粒子容易行成粒子聚集的问题,造成粒子分布密度不平均。在导电粒子的种类方面目前已金属粉末和高分子塑料球表面涂布金属为主。常见使用的金属粉镍(Ni)、金(Au)、镍上镀金、银及锡合金等。
自1962年美国专利首次涉及随后美国ORNL使用活性炭纤维过滤放射性碘辐射以来,不同前驱体有机纤维及其活性炭纤维的研究和应用得到快速发展。美国、英国、前苏联、特别是日本,是研究和使用ACF的大国,年产量近千吨。国内的ACF研究起始于80年代末期,到90年代后期陆续出现工业化装置。大多处于实验室研究阶段。
制造方法:前驱体原料的不同,ACF的生产工艺和产品的结构也明显不同。ACF的生产一般是将有机前驱体纤维在低温200 ℃~400 ℃下进行稳定化处理,随后进行(炭化)活化。常用的活化方法主要有:用CO2或水蒸汽的物理活化法以及用ZnCI2,H3PO,H2PO4,KOH 的化学活化法,处理温度在700 ℃~1 000 ℃间,不同的处理工艺(时间,温度,活化剂量等)对应产品具有不同的孔隙结构和性能。用作ACF前驱体的有机纤维主要有纤维素基,PAN基,酚醛基,沥青基,聚乙烯醇基,苯乙烯/烯烃共聚物和木质素纤维等。商业化的主要是前4种。
功能化方法:功能化主要通过孔隙结构控制和表面化学改性来满足对特定物质的高效吸附转化。
ACF通常适用于气相和液相低分子量分子(MW=300以下)的吸附。当吸附剂微孔大小为吸附质分子临界尺寸的两倍左右时,吸附质较容易吸附。孔径调整的目的就是使ACF的细孔与吸附质分子尺寸相当,通常采用下列方法:1)活化工艺或活化程度的改变(至纳米级);2)在原纤维中添加金属化合物或其它物质经炭化活化,或采用ACF添加金属化合物后再活化(中孔为主),原料纤维预先具有接近大孔的孔径(大孔);3)烃类热解在细孔壁上沉积、高温后处理(使孔径变小)。
表面化学改性主要改变ACF的表面酸、碱性,引入或除去某些表面官能团。经高温或经氢化处理可脱除表面含氧基团(还原);通过气相氧化和液相氧化的方法可获得酸性表面。改性需综合考虑物理结构与化学结构的影响。
热压后,可藉由室温存放,使树脂得以缓慢而持续的进行分子键结反应,其接着 强度可随之逐渐增加。如有需要,亦可采用后熟化反应,以提升其接着强度。后 熟化可以使用 90°C x 60 分钟。如果产品最终需要能通过高温回焊,则建议采用 两段式后烤熟化︰90°C x 30 minutes至150°C x 30 minutes,则接着强度可提升到 1.0 kg/cm 以上,也更能承受严苛的高温环境。
此产品热压后具有可修补性,也就是当热压后,如果因过度拉扯或操作不良的因素,造成导电性的问题时,可简单的再以80°C x 5 seconds热压即可修补,而无需重工。如果因对位不良而需重工时,只需以丙酮擦拭即可清除干净。